Além de Ben Stiller, o elenco vai contar com vários atores que participaram do primeiro filme, e também apresentar diversos personagens novos. O tema central do filme será a reativação da Smithsonian Institution, que abriga o maior complexo de museus do mundo, com mais de 136 milhões de itens em suas coleções, desde o avião pilotado por Amelia Earhart no vôo solo sem escalas em que atravessou o Atlântico à poltrona de Archie Bunker.