影片改编自童书故事《好奇小猴乔治》，这只可爱的小猴子由玛格丽特&H.A.雷夫妇创造。
　　博物馆导游泰德热爱自己的工作，其博学热忱的讲解博得了带学生来此参观的漂亮女教师麦琪。老馆长却宣布了一个不幸的消息：由于参观的人数太少，博物馆面临着关张的窘境，唯一的拯救办法就是推出一项其他博物馆前所未见的新奇展品。老馆长出示给泰德一本带有地图的神秘日记，表明非洲扎格瓦部落迷失的一处圣陵所在，只要从中带回一尊大型神像，博物馆就有救了。泰德乘着轮船向非洲出发，到了丛林后找到了地图所示的古老神像，但完全不像老馆长描述的那样宏伟。而此刻一只顽皮的小猴对泰德发生了兴趣，一直尾随着他。在泰德动身离开非洲时，小猴子也悄悄跟上了船。回国之后泰德接连遭遇了无家可归、继而失业，与这只小猴相依为命并为它起名乔治。最终泰德能不能找到传说中的神像？博物馆又是否能继续维持？

　　故事发生在1910年的伦敦，班克斯先生（David Tomlinson 饰）是一名银行职员，而班克斯太太（格莱妮丝·约翰斯 Glynis Johns 饰）则醉心于女权运动，公务缠身的两人顾不上照料膝下的一双儿女麦克（Matthew Garber 饰）和珍妮（Karen Dotrice 饰），只有请保姆代劳，可是，夫妻两人并不知道的是，古灵精怪的兄妹两，哪里是普通的保姆能够招架的了的！
　　一位名叫玛丽（朱丽·安德鲁斯 Julie Andrews 饰）漂亮姑娘来到了班克斯家应聘保姆的职位，她刚刚出场就令麦克和珍妮留下了深刻的印象。原来，玛丽是一位仙女，她的到来让两个孩子重新感受到了亲情和友情，亦让班克斯先生和太太明白了什么才是生命中最终要的东西。

　　纽约自然博物馆重新开张，小保安赖瑞·戴利（本·斯蒂勒 Ben Stiller 饰）带领泰迪·罗斯福（罗宾·威廉姆斯 Robin Williams 饰）策划了精彩的开幕演出。谁知演出刚刚没多久，泰迪、猴子他们便陷入混乱，所有博物馆的伙伴们大闹会场，赖瑞为此焦头烂额。事后他 发现，复活黄金碑正被绿色的物质腐蚀，而这种情况似乎导致了藏品们的疯狂。赖瑞查找资料，断定黄金碑背后隐藏着不为人知的秘密。为了阻止混乱情况的蔓延，他决定前往大英博物馆求助法老王阿卡曼拉的父亲，当然那堆搞怪的藏品也都尾随而至。途中他们遇见了圆桌骑士兰斯洛特爵士，还和屋大维等伙伴走散。
　　久违的奇妙冒险，就在夜幕下的大英博物馆的展开……

　　拉里·达利（本·斯蒂勒 饰）生活似乎不太顺利：经常换工作，居无定所；妻子与他离婚，找了一个证券经纪人，即将再婚，自己在儿子心目中的地位也岌岌可危。
　　达利为了挽救自己的生活，也为了争取到儿子的抚养权，他不得不放弃“做大事”的梦想，成为了纽约自然博物馆的夜间警卫。
　　达利原本 以为这是一份无聊的工作，谁知道上班的第一天，不可思议的事情就发生了：博物馆里的法老金牌拥有神奇的魔法，当夜晚来临的时候，馆中所有的标本都会活过来，追逐骨头的霸王龙、爱捣乱的猴子、暴虐的匈奴王、钻木取火的穴居人……将一切弄得不可开交。在26任总统特迪·罗斯福的帮助下，达利好不容易控制住了局面，但是，他马上又遇到了新的麻烦：有人想打法老金牌的主意。职责所在，也是为了博物馆夜晚的奇迹，达利不得不挺身而出。

　　故事发生在上一作的20年之后，此时的简（艾米莉·莫迪默 Emily Mortimer 饰）与迈克尔（本·威士肖 Ben Whishaw 饰）已经长大成人，两人都经历了人生的种种酸甜苦辣。妻子过世之后，迈克尔肩负起了养家和照顾孩子的职责，无奈安娜贝尔（皮格茜·戴维斯 Pixie Davies 饰）、约翰（纳撒内尔·萨利赫 Nathanael Saleh 饰）和乔治（乔尔·道森 Joel Dawson 饰）都颇有他们老爹当年的风范，调皮的可怕，令迈克尔一想起来就头皮发麻，只得召唤姐姐简前来帮忙。
　　某日，孩子们在公园玩耍，一阵大风带来了从天而降的魔法保姆玛丽（艾米莉·布朗特 Emily Blunt 饰） ，她的回归给这个岌岌可危的家庭带来了新的希望。