Film aksi komedi Rush Hour 2 mengambil latar beberapa tahun setelah Detektif LAPD James Carter dan Inspektur Kepala Polisi Hong Kong Lee berhasil menyelamatkan putri seorang diplomat Tiongkok. Kali ini Carter sedang berlibur di Hong Kong bersama Lee. Namun liburan mereka terganggu ketika sebuah bom meledak di Konsulat Jenderal Amerika Serikat dan menewaskan dua agen penyamaran Bea Cukai AS.

Lee ditugaskan menangani kasus tersebut dan segera menemukan bahwa Ricky Tan, mantan rekan polisi ayahnya yang telah meninggal, terlibat dalam peristiwa itu. Kini Ricky Tan telah menjadi pemimpin kelompok kriminal Triad. Lee dan Carter mencoba menginterogasinya di sebuah tempat pijat, tetapi pertemuan itu berubah menjadi perkelahian dengan para pengawal Ricky. Mereka pun terpaksa melarikan diri dari tempat itu dalam keadaan tanpa pakaian.

Kasus tersebut memicu perebutan wewenang antara Dinas Rahasia Amerika Serikat yang dipimpin Agen Sterling dan Kepolisian Hong Kong. Tak lama kemudian, kantor Lee dibom. Lee yang tidak mengetahui Carter sudah keluar dari gedung mengira sahabatnya itu tewas. Mereka akhirnya bertemu kembali di sebuah pesta di kapal pesiar milik Ricky Tan. Di sana Ricky memarahi anak buahnya, Hu Li. Saat Lee dan Carter menemuinya, Ricky mengaku dirinya dijebak oleh musuh-musuhnya dan meminta perlindungan. Namun tiba-tiba Hu Li menembaknya lalu melarikan diri.

Agen Sterling menyalahkan Lee atas kematian Ricky dan memerintahkannya keluar dari kasus tersebut. Carter juga diperintahkan kembali ke Los Angeles. Meski begitu, Carter berhasil meyakinkan Lee untuk ikut kembali bersamanya setelah mengetahui bahwa kasus ini sangat pribadi bagi Lee karena hubungan masa lalu Ricky Tan dengan ayahnya hingga menyebabkan kematiannya.

Carter kemudian menyatakan keyakinannya bahwa setiap operasi kriminal besar biasanya memiliki sosok kaya di belakangnya. Dalam kasus ini, ia mencurigai seorang miliarder pemilik hotel di Los Angeles bernama Steven Reign, yang ia lihat bertingkah mencurigakan saat pesta di kapal Ricky Tan.

Saat mengawasi gedung Reign Towers, mereka melihat Isabella Molina, wanita yang sebelumnya ditemui Carter di kapal pesiar Ricky, menerima sebuah kiriman dari Hu Li. Mengira paket itu bom, Lee dan Carter mencoba menghentikannya.

Namun Molina menjelaskan bahwa ia sebenarnya agen penyamaran Dinas Rahasia AS yang sedang menyelidiki operasi pencucian uang milik Reign. Operasi itu melibatkan uang palsu berkualitas tinggi senilai USD 100 juta (sekitar Rp1,6 triliun) yang dikenal sebagai 'superdollar', dengan ciri khas terbakar berwarna merah berbeda dari dolar asli.