Mi villano favorito

En Egipto, junto a la gran pirámide de Guiza, se detiene un autobús lleno de turistas estadounidenses. Mientras toman fotografías, un niño se escapa del cuidado de sus padres y cae accidentalmente sobre la pirámide. Inesperadamente, rebota sobre ella. Así se descubre que la estructura original ha sido robada y sustituida por un doble inflable.

En una escena siguiente, la narración se sitúa en un tranquilo barrio suburbano, rodeado de vallas blancas con floridos rosales, donde hay una casa de color negro con el césped amarillento. Sin que sus vecinos lo sepan, en su subsuelo se halla el escondite secreto del supervillano Gru y su ejército de Minions, pequeños humanoides con forma de pastilla amarilla, vestidos con buzo de trabajo y gafas. Cuando Gru se entera del robo de la pirámide, su orgullo es gravemente herido y para recuperar su posición como el más grande supervillano de la Tierra decide realizar el mayor atraco de la historia mundial: robar la Luna.

Armado con sus planos para la construcción de un cohete, Gru trata de obtener un préstamo del Banco Local del Mal, donde conoce a un joven supervillano llamado Vector, quien había sido el responsable del robo de la pirámide. Cuando consigue entrar para hablar con el presidente del Banco, el señor Perkins le niega el préstamo hasta que obtenga un rayo reductor, que resulta indispensable para que su plan salga adelante.

Aunque Gru y sus Minions logran robar el rayo reductor de un laboratorio secreto, cuando está escapando aparece Vector y quien a su vez se lo roba. Gru intenta recuperarla infiltrándose en la base de Vector, pero sus intentos resultan inútiles cuando las defensas resultan ser mucho mejores de lo que él preveía. Decaído, ve sin embargo cómo tres niñas huérfanas llamadas Margo, Edith y Agnes consiguen entrar en la guarida para vender galletas. Gru tiene una idea, y decide adoptar a las tres niñas para llevar a cabo su plan. Tras lograr que se las den en adopción, el villano pide a su ayudante, el doctor Nefario, que construya varios robots con forma de galleta de determinadas cualidades, ya que Vector ha realizado un gran pedido de estas.

Al día siguiente, Gru lleva a las chicas hasta la casa de Vector para que entreguen el pedido, y cuando las pequeñas entran, las galletas-robot salen de las cajas, abriendo un hueco en el interior de la cámara acorazada, lo cual permite a Gru y a un par de minions entrar. Los robots, sin embargo, sellan la bóveda de nuevo, imposibilitando su salida. Tras varios momentos en los que están a punto de ser descubiertos por Vector, logran escapar de allí por la puerta principal. Antes de volver a la casa de Gru, él lleva a las niñas al parque de diversiones "Superdiverlandia" en un principio para deshacerse de ellas, pero después termina agarrándoles cariño.

De vuelta a su casa en el suburbio, Gru hace una adaptación del plan y lo presenta al señor Perkins a través de una comunicación por videoconferencia accidentada, pues las chicas y varios Minions interrumpen su exposición. Perkins le sorprende de nuevo denegándole el préstamo, diciendo que, si bien no tiene problemas con cómo se desarrollaría el plan, sí los tiene con Gru, al considerarlo muy viejo y poco exitoso, una vez más diciendo que le gustaría que fuera Vector el que llevara a cabo el plan. Poco después, Perkins le recrimina a Vector (quien realmente es su hijo) por dejar que Gru hurte el rayo reductor.

Desalentado, Gru les dice a los minions que no pueden seguir adelante con la misión, ya que no tienen fondos para construir el cohete, y que ya no podrán seguir con sus actividades delictivas. Las niñas, intentando animarle, le dan a Gru sus ahorros y los minions se ofrecen a hacer una colecta para poner en marcha el plan. Esto anima a Gru, y decide seguir adelante con el plan, comprando materiales baratos y reciclando otros objetos para poder llevar a cabo la construcción.

Durante la construcción del cohete, Nefario comienza a ver a las niñas como una distracción para Gru, que está empezando a disfrutar de su papel como padre adoptivo de Margo, Edith y Agnes. Con la construcción casi terminada, Nefario decide llamar a la señorita Hattie, la desagradable dueña del orfanato donde vivían las niñas antes de que Gru las adoptara, para que se las lleve de vuelta al orfanato, diciendo ser Gru. Él, entristecido, deja que las niñas se marchen y continúa con el plan de robar la luna, despegando con éxito.

Tras encoger el satélite hasta el tamaño de una naranja, Gru lo guarda en uno de sus bolsillos, y permanece flotando en el espacio durante un tiempo hasta que el billete de la obra de ballet de las niñas (que Agnes le había dado hacía un mes) aparece flotando en el espacio. Gru se da cuenta de que todavía tiene tiempo de llegar a la obra y se precipita hacia la Tierra, aterrizando cerca del colegio donde se iba a celebrar el recital. Pero cuando llega la obra ya ha acabado. Triste, Gru va hasta la silla que le había sido reservado y encuentra allí una nota de Vector, que ha raptado a las niñas y exige que le dé la Luna si quiere volver a verlas.

Gru va hasta la fortaleza de Vector y le da la Luna, pero el joven reniega de su acuerdo y decide mantener a las niñas como cautivas. Esto enfurece a Gru, que logra penetrar a través de las defensas de la fortaleza y logra agarrarse a la nave de Vector mientras esta despega, con la Luna y las niñas en su interior. Aunque no consigue agarrarse bien y cae al vacío, es rescatado justo a tiempo por el doctor Nefario y los minions. Aquel le explica que los efectos del rayo encogedor no son permanentes, y estos empiezan a desaparecer a un ritmo directamente proporcional (algo que el doctor llama el "Principio de Nefario").

Mientras Gru sigue persiguiendo a Vector, la Luna empieza a agrandarse debido a que los efectos de la contracción están desapareciendo, y empieza a moverse por el interior de la nave de Vector, distrayéndolo y rompiendo la burbuja de cristal en la que están encerradas las chicas. Estas consiguen abrir una compuerta, y Agnes y Edith consiguen saltar de la nave de Vector a la de Gru, donde son introducidas por los minions. Cuando Margo intenta saltar, Vector se lo impide, este suelta a Margo, que se agarra a un cable que está uniendo las dos naves. Gru intenta llegar hasta la chica, pero justo cuando Gru está a punto de agarrar a Margo el cable se rompe y los dos caen al vacío. Pero los minions agarran a Gru y Margo, salvando sus vidas. Mientras, la Luna, que está en rápida expansión, activa los cohetes de la nave de Vector y la envía al espacio, con Vector justo encima de la nave, lo cual lleva a la Luna hasta su antigua posición en órbita.

Gru y las chicas se establecen como una familia feliz, viviendo con los minions. Las chicas deciden dar un recital especial de ballet para los minions, Gru y la madre de este, quien tras muchos años de descuidar a su hijo le dice que está orgullosa de él por ser tan buen padre.