电影在法国开始，反派和空中都市的王子（诹访部顺一配音）带着婴儿在一架飞艇上，空贼潜入飞艇把婴儿劫走，鲁邦三世半路杀出夺宝。 少女空贼尤缇卡（石川由依配音）阻拦不成反被袭胸，恼羞成怒之际扇了鲁邦一耳光，鲁邦从飞艇上掉进了塞纳河...... 鲁邦带着婴儿和一块记载了空族宝藏所在地的水晶跑回了据点，发现包里装着一个婴儿后，鲁邦与次元大介两个大男人的噩梦到了。毕竟偷盗是工作，鲁邦与次元两人带着婴儿又干了好几票盗窃案。直到钱形幸一警部跟着鲁邦的脚步来到了罗马。 因为与鲁邦有关，反派和王子就叫来钱形去夺回婴儿。另一方面，反派的秘书竟是峰不二子。 在一次盗窃中，鲁邦与次元被老叔追得逃进了古罗马斗兽场。尤缇卡乘机夺回婴儿逃回基地，不曾想鲁邦尾随而至，更意外的是空贼内部出了叛徒，最后族长（菅生隆之配音）把基地炸掉同归于尽，鲁邦次元带着婴儿与女主逃掉了......
高谭市接二连三发生绑架案，嫌疑人都指向了蝙蝠侠。蝙蝠侠（杰森·奥玛拉 Jason O'Mara 配音）和绿灯侠（贾斯汀·柯克 Justin Kirk 配音）分头找到真凶的线索，对方留下一个神秘仪器后自爆。为了解开仪器的秘密，二人出发寻找超人（艾伦·图代克 Alan Tudyk 配音）希望弄清真相。当他们正逼近事实时，仪器突然启动，原来这是某个外星入侵者设置的时空通道装置，大批外星人通过它开始侵略地球。与此同时，斯通博士也就神秘仪器展开调查，斯通博士的儿子维克（谢默·摩尔 Shemar Moore 配音）意外被仪器感染，死而复生化身拥有强大实力的超级战士。 史无前例的危机，蝙蝠侠、超人、绿灯侠、闪电侠（克里斯托弗·高哈姆 Christopher Gorham 配音）、黛安娜（米歇尔·莫娜汉 Michelle Monaghan 配音）相继卷入战斗……
