Barbie, împreună cu prietenele sale, Teresa și Renee, se transformă din niște sportive care se antrenează intensiv în spioane sub acoperire în această nouă aventură plină de acțiune! Când o agenție de spioni ultrasecreți remarcă talentul lor sportiv extraordinar, fetele sunt recrutate pentru a porni pe urmele unui hoț de bijuterii care a reușit până acum să se facă scăpat. Cu ajutorul gadgeturilor lor high-tech, cu deghizările lor elegante, și cu ajutorul unor animale de companie-roboți, fetele își vor pune mințile ascuțite la contribuție pentru ca misiunea lor să nu fie… imposibilă!