Rebecca et Cyril Wilson sont des jumeaux, fille et garçon du reporter Wilbur Wilson. Ce dernier est marié à Marissa Cortez, sans savoir qu'elle est un ancien agent de l'OSS (Organization of Super Spies). L'OSS est devenu l'agence d'espions n°1 depuis la fermeture de la division Spy Kids. Alors qu'un méchant Oni surnommé le « Timekeeper » menace la Terre, Marissa est rappelée par le chef de l'OSS. Cyril et Rebecca sont alors recrutés par l'agence et doivent faire équipe malgré leurs différents avec leur belle-mère. Ils seront aidées par Juni et Carmen Cortez, anciens agents Spy Kids....