บาร์บี้และเพื่อนรัก เทเรซ่า กับ เรเน่ ต้องแปลงร่างจากนักยิมนาสติกผู้ฝึกซ้อมอย่างหนักมาเป็นสายลับสาว ในการผจญภัยสุดตื่นเต้นเต็มไปด้วยแอ็คชั่น! เมื่อความสามารถทางด้านยิมนาสติกของพวกเธอไปต้องตาองค์กรสายลับระดับโลก จึงได้ชักนำพวกเธอร่วมภารกิจตามล่ายอดนักโจรกรรมเพชรรายหนึ่งที่จับตัวยาก ด้วยอุปกรณ์เครื่องมือสุดไฮเทค การปลอมตัวที่สุดปัง และหุ่นยนต์สัตว์เลี้ยงผู้น่ารัก พวกเธอจะพิสูจน์ว่าความฉลาดหลักแหลมและทีมเวิร์กจะช่วยให้ทำภารกิจสำเร็จได้หรือไม่? พลังสาวๆพร้อมปฏิบัติการแล้ว