在猫狗休战十年后，全球突然爆发“不可爱瘟疫”——人类一夜之间觉得猫狗不再可爱，开始大规模遗弃。猫狗特工组织调查发现，幕后黑手是曾被地球宠物界驱逐的外星种族“哈姆头领”（巨型仓鼠）。它们发明了“不可爱射线”，要取代猫狗成为人类新宠。老猫特工“白手套”和狗特工“硬骨头”都已退休，一个成了懒散肥猫，一个患上PTSD。当所有年轻特工都被射线击中变“丑”后，两位老将不得不重新出山。他们闯入哈姆头领的月球基地，却发现破解射线的唯一方法，是让全球猫狗同步表演一次“史上最可爱集体卖萌”，通过卫星直播。于是，一场跨越种族、跨越星球的“卖萌大赛”荒唐上演。
比前两部更疯、更萌、更沙雕！它精准抓住了“宠物经济”时代的欢乐内核，同时又不动声色地探讨了“可爱依赖症”和“身份认同”。小朋友看萌宠，成年人看讽刺，通杀！
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