Esta vez, Jimmy Neutron, el niño inventor, es reclutado por una agencia secreta llamada GOAS (Gran Organización de Alto Secreto) para que encuentre al agente X, secuestrado por el diabólico Profesor Calamitoso y su hija, Hermosa Preciosa, que pretenden conquistar juntos el mundo. Resulta que el agente X es Jet Fusion, una estrella del cine que apasiona al joven Jimmy. Continuación de las aventuras del conocido personaje de animación digital, siempre acompañado de Goddard, su inolvidable perro robótico.