Las Barden Bellas, después de haber conquistado el mundo de la música a capella, se encuentran en un punto de sus vidas donde la transición a la adultez no es tan fácil. Tras graduarse, cada una ha tomado diferentes caminos: algunas están luchando con trabajos aburridos, mientras que otras intentan mantener vivas sus pasiones musicales. Pero la vida tiene un nuevo giro, y nuestras chicas deciden reunirse para un último hurra: un tour por Europa.

En una ciudad que nunca duerme, un grupo poco convencional de científicos y entusiastas de lo paranormal se unen para enfrentar una amenaza sobrenatural que está más allá de su comprensión. Abigail, la experta en física, junto con su apasionada amiga Erin, dan el primer paso hacia la creación de una unidad de caza fantasmas. Juntas, se suman a la indómita Patty, una trabajadora del metro con un profundo conocimiento de la historia de Nueva York, y la excéntrica pero brillante Jillian, ingeniera de tecnología.

En una vida donde el espionaje es cosa de hombres de traje y gafas oscuras, Susan Cooper es la agente de campo más inesperada. Trabajando como asistente en la sede de la CIA, su talento para la tecnología es su mayor fortaleza, pero su falta de confianza la ha mantenido relegada a un rol secundario. Sin embargo, cuando su compañero más brillante desaparece en una misión y la única opción viable para detener una inminente crisis de armas nucleares es que ella tome el control, Susan decide dejar atrás su vida gris y convertirse en la espía que todos no creen que puede ser.

Cuando la feroz agente del FBI Sarah Ashburn, conocida por su habilidad para resolver crímenes con su enfoque metódico y analítico, es enviada a Boston para desmantelar a un violento cártel de drogas, se da de bruces con un obstáculo inesperado: el sargento de policía local, Shannon Mullins. Mullins es el antídoto perfecto para la seriedad de Ashburn; es ruda, descabellada y conocida en la comisaría por su estilo poco convencional y su carácter explosivo.