A közeljövőben a fegyverek szakértője, James McCullen (Christopher Eccleston) létrehoz egy nanotechnológia alapú fegyvert, ami képes elpusztítani egy egész várost. Cége, a M.A.R.S elad négy robbanófejet a NATO-nak, amelynek csapatai felügyelik a robbanófejek biztonságos szállítását. Duke (Channing Tatum) és Kioldó (Marlon Wayans) is védik a robbanófejeket, amikor lesből megtámadja őket a Bárónő (Sienna Miller), akit Duke felismer, hiszen valaha a menyasszonya volt.
A robbanófejeket a G. I. Joe főhadiszállásra, Egyiptomba szállítják, ahol Duke megkéri Hawk tábornokot (Dennis Quaid), hogy csatlakozhasson a csapatához. Közli velük, hogy ő ismeri a Bárónőt. A csapat fő feladata elfogni Destrót, a fegyverkereskedőt és megakadályozni, hogy a Kobra nevű titkos szervezet káoszba taszítsa a világot a nanotechnológiás rakétákkal.