Phineas Flynn (Vincent Martella) và Ferb Fletcher (Thomas Sangster) là hai anh em tuy trong cùng một nhà nhưng lại không phải là anh em ruột. Cả hai đều là những cậu bé tốt bụng và thông minh sống cùng với cô chị gái khó tính Candace Gertrude Flynn (Ashley Tisdal)), mẹ của Phineas và Candace là Linda Flynn-Fletcher (Caroline Rhea) và cha của Ferb là Lawrence Fletcher (Richard O'Brien) tại thị trấn Danville. Trong nhà Phineas và Ferb có nuôi một chú thú mỏ vịt tên là Perry.

Phineas và Ferb là những cậu bé thông minh và tháo vát. Cả hai cậu đã dành thời gian cả mùa hè để thực hiện những kế hoạch khó tin (làm đu quay, dựng đường xe trượt quanh thành phố, làm bãi biển ở sân sau, trở thành ca sĩ, làm tên lửa lên mặt trăng,...) với sự trợ giúp của cô bé Isabella và nhóm bạn của cô. Tuy nhiên Candace lại thường không đồng tình với những việc làm của hai đứa em và cô luôn tìm cách mách mẹ cho bằng được. Thế nhưng khi mẹ của ba chị em về đến nơi thì tất cả mọi dấu vết đều bị xóa sạch một cách ngẫu nhiên và chưa lần nào Candace thành công trong việc vạch tội hai cậu em cả.

Song song với Phineas và Ferb, phim còn có một câu truyện khác kể về Perry và tiến sĩ xấu xa Heinz Doofenshmirtz. Perry là thú mỏ vịt được nuôi trong nhà của hai anh em nhưng thực ra cậu là một điệp viên bí mật của O.W.C.A (Organization Without a Cool Acronym). Perry (Điệp viên P) có nhiệm vụ chống lại những âm mưu điên rồ và ngớ ngẩn của nhà khoa học xấu xa Heinz Doofenshmirtz.