Barbie og vennene Teresa og Renee får i dette actionspekkede eventyret prøve det spennende livet som hemmelige superagenter! Da et av verdens beste spionbyråer får nyss om deres utrolige ferdigheter, tar det ikke lang tid før jentene er på jakt etter en kattesmykketyv. Med avanserte spiondingser og robothusdyr til hjelp må jentene vise at de er listige nok til å klare oppdraget.