Der Wissenschaftler Wayne Szalinski ist ein leidenschaftlicher Forscher, der auch ungewöhnliche Erfindungen schätzt. Sein neustes Werk ist eine Maschine, mit der sich Objekte auf Miniaturgröße schrumpfen lassen. Die Umgebung Szalinskis teilt den Enthusiasmus des Wissenschaftlers nicht, davon lässt er sich jedoch überhaupt nicht beeindrucken. Aber dann passiert ein unlückseliger Zwischenfall, der in Szalisnkis Planungen nicht vorgesehen war. Seine eigenen Kinder Amy und Nick sowie Ronald und Russell, die beiden Söhne seines Nachbarn Russell Thompson Sr., geraten in den Wirkungskreis der Maschine und werden zu Liliputanern. Jetzt müssen die Kinder zusammenhalten, um in der unwirtlichen Umgebung überleben zu können. Denn Grashalme wirken für sie wie Bäume und harmlose Insekten sind eine tödliche Gefahr. Vom Garten bis zum rettenden Haus ist es ein weiter Weg, aber die Kinder nehmen die Herausforderung an.

Wayne Szalinski kann das Experimentieren einfach nicht lassen: Diesmal trifft es den zweijährigen Adam, der unbeabsichtigt in den Strahl von Waynes Vergrößerungsmaschine gerät. Dabei ist es gerade mal wenige Jahre her, dass er in "Liebling, ich habe die Kinder geschrumpft" seinen ersten Sprösslingen zu einer äußerst ungewohnten neuen Perspektive verholfen hat. Waynes Frau findet auch das neueste verunglückte Experiment alles andere als witzig. Schnell bemerkt die Familie Szalinski, dass das Riesen-Baby wächst, und wächst und wächst. Als es sich in Richtung Las Vegas bewegt, ist Eile geboten. Ein 35 Meter großes Kleinkind auf dem Weg in die Lichtermetropole kann nicht unbemerkt bleiben. Großer Ärger steht bevor ...

Als ob das Schrumpfen der Kinder noch nicht gereicht hätte. Jetzt hat Wayne auch noch versehentlich sich selbst, seinen Bruder und beide Ehefrauen auf Mikrogröße geschrumpft. Nur ihre Kinder können ihnen noch helfen. Und beim Versuch, sich ihnen bemerkbar zu machen, rasen sie in einem Spielzeugauto über eine Spielzeugrennbahn, fliegen in einer Seifenblase durchs Haus und landen versehentlich in einer Schüssel mit Dip-Sauce, während die Kinder in der vermeintlichen sturmfreien Bude eine Party feiern!