I filmen starter Gru et samarbeid med sin lenge tapte tvillingbror Dru for å bekjempe en ny fiende kalt Balthazar Bratt, en barneskuespiller fra 1980-tallet som vokser opp til å bli en skurk. Steve Carell, Miranda Cosgrove og Dana Gaier returnerer til sine roller som Gru, Margo og Edith fra de to første filmene og Julie Andrews er tilbake som Marlena, Gru mor fra (2010). Kristen Wiig og Steve Coogan er tilbake fra , mens Trey Parker, Jenny Skifer og Nev Scharrel (til erstatning for Elsie Fisher som Agnes) er nye stemmeskuespillere i denne filmen i serien.