Phinéas et Ferb s’apprêtent à célébrer le cinquième anniversaire de Perry, leur ornithorynque de compagnie. Cette journée doit donc être inoubliable et les deux ingénieux frères mettent au point une incroyable catapulte pour améliorer le jeu du badminton, ils l’appellent "l’ornithopulte" mais comme à son habitude, Perry disparaît subitement, appelé par le Major Monogram pour une nouvelle mission secrète. Surpris que leur ami ne soit pas là pour jouer avec eux, Phinéas et Ferb continuent malgré tout à s’amuser et se glissent dans leur catapulte qui les envoie directement… au cœur de l’organisation du mal du terrible docteur, la "Doofenschmirtz Maléfique Anonyme"....

Les demi-frères Phinéas et Ferb, leur sœur aînée Candice, Perry l’ornithorynque et leurs amis de Danville sont de retour. Phinéas et Ferb parcourent la galaxie à la recherche de Candice, enlevée par des extraterrestres. Or celle-ci a trouvé une lointaine planète paradisiaque, où elle est enfin débarrassée de ses insupportables petits frères...

Insatisfaits de ce qu'ils ont entrepris durant l'été jusqu'à présent, Phineas et Ferb décident de rendre la plus longue journée des vacances encore plus longue en faisant le tour du monde....

Spider-Man, Iron Man, Thor et Hulk entrent à Danville après que la machine à voyager dans les dimensions du Dr Doofenshmirtz crée un problème dans l’espace, ce qui supprime accidentellement leurs pouvoirs et les rendent humains. Phinéas et Ferb vont devoir les aider pour que leurs pouvoirs reviennent et qu'ils combattent Crâne rouge, Blacklash, Venom et MODOK....

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