Где только не побывала Барвби со своими верными подругами, сколько удивительных приключений не пережила! На этот раз героини мультфильма «Барби и команда шпионов» побывают в настоящей школе шпионов, в которой готовят профессиональных тайных агентов для выполнения важнейших миссий. Вместе с Терезой и Рене, Барби профессионально занимается гимнастикой. Чтобы занять лидирующие места в соревнованиях, подруги каждый день очень много времени тренируются, оттачивая свое мастерство.
В один из дней талантливых спортсменок приглашают в Международное разведывательное экспериментально агентство, целью работы которого является вычисление и поимка различных преступников. Подругам предлагают стать шпионками, чтобы помочь поймать неуловимую преступницу, которая очень ловко совершает ограбления при помощи гимнастических навыком и навыков паркура. Неизвестная грабительница выкрала несколько старинных артефактов, которые необходимы для завершения смертельного оружия. Если преступница выкрадет остальные части, то мир ждут серьезные проблемы.