Larry Daley, vigilante de seguridad del museo, debe despedirse de sus amigos de toda la vida, ya que ante la junta directiva del museo ha decidido usar hologramas y prescindir de todas sus figuras. A todos los personajes históricos los empaquetan y los envían al famoso Smithsonian, en Washington D.C. Cuando Larry pensaba que podía tomarse un respiro, recibe la llamada del cowboy en miniatura Jedediah que le alerta de que la tabla del faraón Ahkmenrah ha sido robada y que, por ello, todo el Smithsonian ha cobrado vida. Sin embargo, los problemas solo acaban de empezar ya que Larry deberá viajar a Washington y combatir contra viejos conocidos históricos como Napoleón Bonaparte, Al Capone, Kahmunrah e Iván el Terrible, por recuperar la tabla y acabar con su plan malvado de apoderarse de la tabla. Larry necesitará la ayuda de sus amigos, y de nuevos personajes históricos como Amelia Earhart o Albert Einstein, si pretende derrotar a sus enemigos.