Pandaen Po, som var hovedskikkelsen i de to første filmene, møter igjen sin biologiske far og returnerer til fødestedet sitt, et hemmelig pandaparadis, hvor han ikke passer inn. Der møter han Mei Mei, en overivrig panda, som har blitt lovet et arrangert ekteskap med Po. Når en ond ånd ved navn Kai terroriserer Kina og stjeler krefter fra beseirede kung fu-mestere, må Po trene opp en landsby med klønete, spøkefulle pandaer til å bli en gjeng med Kung Fu Pandaer.