博物館に展示されている剥製や銅像、フィギュアなどが自由自在に動き回り、大騒動を巻き起こす。ニューヨークの自然史博物館を舞台に歴史上の偉人や恐竜の骨格標本が時空を超えた夢の競演を果たし、大ヒットとなった「ナイト ミュージアム」の続編。今回の舞台は世界最大規模の博物館群・スミソニアン。あの有名人から誰もが知っている彫刻までもが博物館を所狭しと駆けめぐるドタバタのアクション・コメディに、友情＆ラブストーリーの要素をプラスした、家族がそろって楽しめるファンタジー・アドベンチャーだ。

自然史博物館のすべての展示物を巻き込んだあの大騒動から数年後。展示品に命を吹き込む「魔法の石版」が、ある手違いからワシントンのスミソニアンに移送されてしまった。石版の力を借りて命を取り戻した古代エジプトの王・カームンラーは、博物館に展示されている歴史を彩った悪党どもを仲間に引き込み世界征服を画策。その事実を知った元自然史博物館の夜間警備員・ラリーは、自然史博物館の仲間たちや有名な女性パイロット、アメリア・イヤハートと協力して彼らの暴走を止めようとするのだが…！

古代から現代まで、生きる時代も場所も違う様々なキャラクターが同じ「今」を生きていることから、数々の騒動が勃発。主人公のラリーを演じるのは、２月３日に新作アクション・コメディ「ペントハウス」が公開となる実力派、ベン・スティラーだ。巻き込まれ型の男を演じさせたら右に出る者がいない彼が、騒動を収めようと奔走する様がとにかく愉快痛快だ。

登場するのは、ロビン・ウィリアムズ演じるルーズベルト大統領をはじめ、ラリーのペット状態の恐竜・レックス、オーウェン・ウィルソン＆スティーヴ・クーガンの人気コメディ俳優タッグによるミニチュアカウボーイ＆ミニチュアオクタヴィウスなどなど、前作で彼を悩ませた自然史博物館の展示物たち。そしてスミソニアン博物館群からは、女性初の大西洋横断飛行を実現したパイロット、アメリア・イヤハート（「魔法にかけられて」のエイミー・アダムスが最高にキュート！）や、リンカーン大統領、ナポレオンにアル・カポネ、ライト兄弟やアインシュタインといった有名人が続々お目見え。それに加えて、考える人やドガの踊り子などの彫刻作品や、現代ポップアート、絵画までが自由に動き出すから、もう大変！　特に終戦の日のタイムズ・スクエアを撮影した有名な写真にラリーとアメリアが入りこみ、写真が奥行きを持って立体的に動き出す瞬間のワクワクと言ったら！　映画史上初となるスミソニアンでのロケ映像と、巨大セットで再現された博物館内の映像に、最新VFX技術で数々の仕掛けがほどこされ、画面の隅から隅まで「こんなところにこんなキャラクターが！」という驚きに満ちていて、何度観ても楽しめる。

前作以上に前向きになったラリーの成長ぶりに加えて、息子との絆、仲間たちとのあつい友情、そして「自立した女性」らしく積極的にラリーにアプローチを重ねるアメリアとの恋の結末など、ラリーを取り巻く人間ドラマも見ごたえ満点。すべて見て回るには１週間以上かかるというスミソニアンの魅力も一瞬にして体験できるなどワシントンへのプチ旅行気分を味わえて、その上少し歴史の勉強にもなる本当に贅沢すぎる２時間だ。

ニューヨークの自然史博物館の夜間警備員だったラリー（ベン・スティラー）は、事業に成功してテレビにも出演するほどの有名人に成長。ギクシャクしていた息子のニッキー（ジェイク・チェリー）との関係も良好で、充実した毎日を送っている。一方自然史博物館の仲間たちは、魔法の石版の力を借りて夜の間は楽しく気ままに動き回っていた。そんな中、IT化が進む自然史博物館では、展示物の大半がホログラム化されることが決定。ミニチュアカウボーイのジェデダイア（オーウェン・ウィルソン）や、ローマ帝国の初代皇帝・オクタヴィウス（スティーヴ・クーガン）らは、梱包されてワシントンD.C.のスミソニアン博物館群の倉庫に運ばれることになる。

ある夜、息子と楽しく過ごしていたラリーの自宅の電話が突然鳴り響いた。電話の主はスミソニアンに運ばれたはずのジェデダイア。魔法の石版が手違いからスミソニアンに移送されてしまい、数々の博物館のありとあらゆる展示物がよみがえってしまったのだという。困っている仲間を放っておくことはできず、ラリーはワシントンへ飛んだ。

警備員のフリをして厳重なセキュリティをかいくぐり、なんとかスミソニアンの倉庫にたどりついたラリー。日暮れまでに石版を取り戻せば、再び混乱が起こるのを防ぐことができるはずだ。ラリーは膨大な資料の中からジェデダイアたちを探そうとするが、刻一刻と日暮れの時間が迫り…。ようやくジェデダイアたち自然史博物館の展示物が閉じ込められた場所にたどり着いたラリーは、古代エジプトの王・カームンラー（ハンク・アザリア）と彼が率いる部下に完全に包囲されていた。カームンラーによれば、魔法の石版には博物館の展示物に命を与えるだけではなく、魔法の世界につながる扉を開く力があるのだという。カームンラーはその力を使って最強の軍隊をよみがえらせ、世界を征服しようと目論んでいた。スミソニアンに展示されているフランス皇帝ナポレオン（アラン・シャバ）や伝説のマフィア、アル・カポネ（ジョン・バーンサル）、ロシア帝国の暴君、イワン雷帝（クリストファー・ゲスト）といった歴史を彩る権力者たちがカームンラーに共鳴。ジェデダイアを人質に取られ、石版に書かれた文字を解読するよう脅されたラリーは、友人を救いだし世界を守るため、博物館の識者たちに救いを求めることに。

そんな彼の前に現れたのは、伝説の女性パイロット、アメリア・イヤハート（エイミー・アダムス）。男勝りで向こう見ずな性格のアメリアは、事情もよくわからないままラリーと行動を共にすることに。カームンラーが放った追っ手をかわすために、数々の絵画や写真の中を逃走するうち、ラリーに惹かれていくアメリア。ラリーはそんな彼女の思いに対して複雑な気持ちを抱きながらも、まずは目の前の難題を解決しようと考える人の彫刻やアインシュタインのミニチュアフィギュアなどから知恵を拝借。胸像のルーズベルト大統領（ロビン・ウィリアムズ）や南北戦争の偉人で「行動が先、考えるのは後」がモットーのカスター将軍（ビル・ヘイダー）、人なつこいダイオウイカ、リンカーン記念館の前に鎮座する巨大なリンカーン像までを味方に引き入れ、少しずつ石版の秘密に迫って行く。

刻一刻と迫るタイムリミット。ラリーは夜明けまでに石版を自然史博物館に戻し、カームンラーたちの暴走を止めることができるのか？　世界中の歴史的偉人たちが自分勝手に“参戦”する、時空を超えた大騒動の結末は…!?