Film ini dibuka dengan aksi kocak tim superhero remaja Teen Titans yang justru gagal serius saat menghadapi penjahat. Bukannya fokus bertarung, mereka malah sibuk menyanyi dan beraksi konyol, hingga akhirnya Justice League harus turun tangan. Kritik pedas pun datang, mereka dianggap tidak layak disebut pahlawan, apalagi karena belum punya film sendiri.

Hal itu membuat Robin, sang pemimpin tim, merasa diremehkan. Ambisinya pun muncul: ia ingin membuktikan bahwa dirinya dan timnya pantas diakui dengan membuat film superhero mereka sendiri. Bersama teman-temannya, Robin pergi ke Hollywood dan bertemu sutradara Jade Wilson. Namun, mereka ditolak karena dianggap tidak memiliki musuh bebuyutan yang kuat.

Dalam usaha membuktikan diri, para Titans mencoba berbagai cara, termasuk perjalanan waktu yang justru berujung kacau. Sementara itu, musuh misterius bernama Slade terus muncul dan mempermalukan mereka. Tanpa disadari, semua ini adalah bagian dari rencana besar Slade.

Konflik memuncak saat Jade ternyata adalah Slade yang menyamar. Ia menggunakan industri film superhero sebagai distraksi untuk mencuri teknologi dan membangun alat pengendali pikiran bernama DOOMSDAY. Bahkan, ia berhasil memecah belah tim dengan membuat Robin egois dan meninggalkan teman-temannya.

Namun di saat genting, persahabatan menjadi kunci. Robin akhirnya menyadari kesalahannya dan kembali bersatu dengan tim. Bersama-sama, mereka melawan Slade dengan cara unik, menggunakan kekompakan dan bahkan lagu rap khas mereka. Akhirnya, mereka berhasil menyelamatkan dunia dan membuktikan bahwa mereka memang pahlawan sejati, dengan atau tanpa film.