讲述了三个体操运动员成为特工的故事。芭比和她最好的朋友特瑞莎、蕾妮在电影中分别扮演艾丽卡、斯蒂芬妮、珍妮三位体操运动员。在这个激动人心的冒险里，他们惊人的体操技巧引起了绝密间谍机构的注意，女孩们很快开始追查逃脱的飞贼们的线索。有高科技产品，迷人的伪装授课和可爱让机器宠物的相助，他们能否用智慧和团队合作完成任务？
芭比：钟薇 思佩 太妃：小云 思倩 唱片骑师：周秀娜 小凯莉 克里斯缇：小洁 奶奶：李俊英 蒂芬尼：春华 洛基：高丹 哈尼 杰克：大饼 乔 詹金斯市长：大牛 马提：赵威
小凯莉：冰心 奥托：文君 芭比：钟薇 佐依：高丹 杰斯：春华 德里克：大牛 泰瑞莎：小云 妮琪：周秀娜 西瓜男：大饼 巧克力兔：瀚海 非是王子：文君 草莓熊1：少文 草莓熊2：大饼 草莓熊3：大牛 棉花糖仙子：李俊英 树：大牛 蕨：李俊英 洛斯利：冰心 乔纳：维亚 森林公主：钟薇 赫伯特：少文 赫兹：李俊英 迪莉娅：高丹 毛宝：周秀娜 闪耀山公主：钟薇 艾米斯特：玉立 柯波：春华 梅基：大饼 奥托妈：李俊英 橙公主：玉立 蓝公主：黄诗琦 黄公主：小云 红公主：春华 绿公主：孙慧闵 紫公主：高丹 粉红公主：
芭比：钟薇 思佩：小云 思倩：周秀娜 小凯莉：冰心 阿奇伯德：大饼 美人：小云 阿林：黄诗琦 白银：小云 迪杰：高丹 鲁奇：文君 太妃：春华 哈尼：玉立 汉娜 安娜 萨瓦娜：李俊英 薇薇安：小云 马可：维亚 林夕：黄诗琦
芭比：钟薇 爸：大牛 里奥 机器人 广播：维亚 星龙 爆米花：高丹 阿特米斯：瀚海 国王：大饼 希娜 卡丽娜：冰心 邵丽：春华 旁白：周秀娜
芭比：钟薇 瑞妮：冰心 泰瑞莎：小云 小凯莉：小洁 蜜拉：黄诗琦 邓巴探员 大厨：大牛 派翠西娅：周秀娜 柔伊阿姨 Z阿姨 Z女士：李俊英 拉兹罗：维亚 佩西：赵威 范欧蕾 警报：春华
马龙 张玉轩
季冠霖 张震（配音） 任亚明 林兰 图特哈蒙
宋佳 尤勇智 金梦 焦晃 贝贝 王建为 严丽秋 廖有梁 魏蔚 古孟德
山姆·洛克威尔 马克·马龙 奥卡菲娜
杜奕衡 侍宣如 恩璟 琬琬儿 钟雷 淳于珊珊 李沛泽（动作演员）
迈克尔·杰特 凯文·席格斯 温迪·麦凯纳
林翠 陈厚 田青
王越
西尔维斯特·史泰龙 乔什·维金斯 杰森·帕特里克
尹禺然 主演: 尹禺然
梁家仁 周星驰 林俊贤 柏安妮 成奎安 袁和平 杨群 龙铭恩 李丽丽 吴海添 张武孝 冼林煜 童志 何东 吴康宁 左颂升 江岛 刘桂芳
提莫西·查拉梅 赞达亚·科尔曼 丽贝卡·弗格森 佛罗伦斯·珀 奥斯汀·巴特勒
演员：马龙 张玉轩
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演员：季冠霖 张震（配音） 任亚明 林兰 图特哈蒙
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演员：宋佳 尤勇智 金梦 焦晃 贝贝 王建为 严丽秋 廖有梁 魏蔚 古孟德
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