37 Jahre zuvor, arbeitete Myrtle undercover als Agentin 28 und sie und ihre Freundin Audrey Loud infiltrierten das Versteck eines bösen Schurken namens Dr. Rufus Dufus, wo sich eine Rakete befindet. Die Rakete selbst ist voller Laser, die geschaffen wurden, um alle Satelliten der Erde zu zerstören. Myrtle gelingt es, all seine Handlanger zu besiegen, aber sie findet sich von Dufus gefangen. Myrtle entkommt und bereitet sich darauf vor, gegen Dufus zu kämpfen, aber er stolpert und wird ins All geschleudert.
In der modernen Zeit bereitet sich die Loud-Familie darauf vor, in den Urlaub auf eine tropische Insel zu fahren, wo die Kinder ihren Großvater mütterlicherseits, Pop Pop, Myrtle einen Heiratsantrag machen werden. Der Nachbar der Louds, Herr Grouse, passt auf das Haus auf, während sie weg sind. Lincoln ist ein großer Fan der David Steele-Spionage-Comicserie und ist fasziniert von Myrtles Geschichten darüber, eine Geheimagentin zu sein. Im Flugzeug trifft Lincoln eine Frau namens Fifi, die sofort von den Louds genervt ist.
Als die Louds in einem Resort ankommen, das von Flips reichem Cousin Flop namens Thunderbolt Resort geführt wird, machen sich Pop Pop, Myrtle und Lincoln auf einen Angelausflug. Während des Ausflugs bemerkt Lincoln etwas Seltsames und versucht, ein Foto zu machen, wird aber leider entdeckt und von einer Gruppe von Handlangern umzingelt. Myrtle besiegt sie, aber Lincolns Kamera geht verloren. Lincoln ist schnell von Myrtles beeindruckenden Geheimagentenfähigkeiten fasziniert. Myrtle versucht, Lincoln davon abzuhalten, weitere Missionen zu unternehmen. Myrtle kontaktiert ihren Boss, X, und sagt ihr, dass sie die Insel sofort verlassen müssen. Lincoln kontaktiert heimlich hinter Myrtles Rücken und sagt, dass sie die Mission angenommen hat. Lincoln trifft wieder auf Fifi und sie gibt ihm seine verlorene Kamera zurück.
Lincoln ruft seinen besten Freund Clyde an, um ein Bild zu inspizieren, das er gemacht hat, und es wird auf ein Restaurant namens Rubiners zurückverfolgt. Lincoln geht zum Restaurant, gefolgt von Myrtle, die einen Hotelpagen namens Owen als sich verkleidet hat, um die Familie zu täuschen, während sie weg ist. Die Familie nimmt Owen mit auf eine Limousinenfahrt mit Flop. Lincoln betritt Rubiners und trifft sich mit Fifi, aber er belauscht die Handlanger, die Pläne besprechen. Lincoln wird von Myrtle weggezogen und gesteht, die Mission angenommen zu haben, sehr zu Myrtles Enttäuschung und Wut. Lincoln erzählt Myrtle, dass die Handlanger planen, eine Rakete für Dufus zu bauen. Kurz darauf werden die beiden von den Handlangern entdeckt und arbeiten zusammen, um sie zu besiegen. Sie verlassen das Restaurant, aber die Handlanger sind immer noch dicht auf den Fersen. Einer der Handlanger, namens Ham Hand, ein ehemaliger Wrestler, entführt Myrtle, während Lincoln entkommt. Der Rest der Familie sieht Lincoln am Straßenrand und nimmt ihn mit. Er entlarvt Owen und erzählt die Geschichte, was mit Myrtle passiert ist. Die Familie ist entschlossen, Myrtle zu retten, und mit Lisas Hilfe erhalten sie Gadgets, um ihr zu helfen.
Am nächsten Morgen finden die Louds Dufus' Versteck, das sich in einem nahegelegenen Berg befindet, gerade als Fifi in einem Buggy ankommt, aber die Handlanger warnt. Rita nimmt den Buggy und wird bald von weiteren Handlangern verfolgt. Die Louds schaffen es, sie abzuhängen und finden sich in einem geheimen Eingang zum Versteck wieder. Die Louds teilen sich auf, um Myrtle zu suchen. In der Zwischenzeit gelingt es Myrtle, ein paar Handlanger in ihrer Zelle einzusperren, was ihr die Flucht ermöglicht. Die Louds, ahnungslos von Myrtles großartiger Flucht, nähern sich dem, was wie Myrtles Zelle aussieht, aber eine Falle ist. Myrtle kämpft erneut gegen Ham Hand, schlägt ihn vorübergehend k.o., bevor sie entdeckt, dass der Rest der Familie jetzt an einer Rakete gefesselt ist. Die Rakete wird von Fifi gesteuert, die sich als Dufus' Frau entpuppt. Fifi behauptet, dass Myrtle Dufus absichtlich ins All geschossen hat, was Fifi nach Rache dürsten lässt.
Myrtle kämpft mit Fifi um die Fernbedienung, aber leider startet die Rakete mit allen Louds an Bord, was dazu führt, dass Fifi absichtlich von einer Klippe fällt. Lincoln gibt sich geschlagen, aber Myrtle nutzt einen Klärgrube, um zu entkommen. Leider stellt sich heraus, dass einer der Louds zurückbleiben muss, um sie zu starten. Lincoln, der sieht, dass die Liebe zwischen Pop Pop und Myrtle stark ist, meldet sich freiwillig, um zurückzubleiben, zwingt alle hinaus, startet den Tank und zermalmt Ham Hand. Lisa hackt dann in ein Satellitensystem ein, um die Rakete aus der Bahn zu werfen und zurück zur Erde zu bringen. Pop Pop befreit Lincoln und die Familie umarmt sich alle in inniger Umarmung.
Leider gingen die echten Eheringe im Kampf mit Fifi verloren, also präsentiert Lincoln Myrtle zwei individuell angefertigte Eheringe aus Bambusstäbchen, die er erhalten hat, indem er seine David Steele-Armbanduhr an Flop verkauft hat, der die Hochzeit durchführt und offiziell Pop Pop und Myrtle vermählt. X ist auch dabei. Später sieht Lincoln, wie Fifi und Ham Hand von Flop mitgeteilt wird, dass sie für eine lange Zeit eingesperrt werden sollen.