タートルズの宿敵シュレッダー（ブライアン・ティー）は、マッドサイエンティストのバクスター・ストックマン博士（タイラー・ペリー）と、マヌケな子分ビーバップ（ゲイリー・アンソニー・ウィリアムズ）とロックステディ（ステファン・“シェイマス”・ファレリー）の協力で脱獄を果たし、再びＮＹを恐怖に陥れようとする。タートルズたちはＴＶレポーターのエイプリル・オニール（ミーガン・フォックス）、そして新たな仲間、ホッケーマスクをかぶったＮＹ市警のケイシー・ジョーンズ（スティーヴン・アメル）らとともに悪事を阻止しようとするが、彼らの前に立ちはだかるのはイノシシとサイのミュータントに変貌したビーバップ＆ロックステディだった！
さらには異次元からきた新たな敵、悪の帝王クランゲの世界征服の野望も加わって、戦いの舞台はＮＹからブラジル、そして空中戦へともつれ込む！
そんな中、甲羅よりも強い絆で結ばれていたはずのタートルズに分裂の危機が…？！最大のピンチを迎えたタートルズは世界を、そして仲間を救えるのか――？