Pada tahun 1938, sekelompok arkeolog mencari makam Firaun Ahkmenrah di Mesir. Di antara mereka ada Cecil 'C.J.' Fredericks muda, yang menemukan Tablet milik Ahkmenrah. Saat mereka bersiap pergi karena badai pasir, penduduk setempat memperingatkan bahwa mengambil tablet tersebut akan membawa bencana.

76 tahun kemudian di New York, lima tahun setelah film kedua, Larry Daley masih bekerja sebagai penjaga malam di American Museum of Natural History. Ia bersama para koleksi museum mengadakan acara untuk membuka kembali Hayden Planetarium. Di sana, Larry bertemu model manusia purba baru bernama Laaa yang menganggapnya sebagai 'ayah'.

Masalah muncul ketika Ahkmenrah menunjukkan bahwa Tablet mulai mengalami korosi misterius. Seiring kerusakan itu menyebar, para koleksi museum bertingkah aneh dan menimbulkan kekacauan besar. Setelah situasi terkendali, Larry mencari jawaban dengan menemui Cecil yang kini tinggal di panti pensiunan.

Cecil mengingat ramalan 'akhir akan datang', yang ternyata berarti hilangnya kekuatan tablet dan berhentinya kehidupan para koleksi. Satu-satunya harapan adalah orang tua Ahkmenrah, Merenkahre dan Shepseheret, yang berada di British Museum.

Larry pun meyakinkan Dr. McPhee untuk mengirim Ahkmenrah ke London, meski sang kurator tidak percaya pada keajaiban tersebut. Bersama putranya Nick Daley, Larry berangkat ke Inggris dan menyusup ke museum.

Tanpa disadari, beberapa koleksi ikut terbawa, seperti Theodore Roosevelt, Jedediah, Octavius, Sacagawea, Attila the Hun, Dexter, dan Laaa. Saat mereka menyelidiki misteri tablet, sihirnya justru menghidupkan seluruh koleksi di British Museum, memicu petualangan baru yang penuh kekacauan dan keajaiban.