Les Spies sont survoltées en apprenant que leur groupe préféré, Alpha Centauris, est sur le point d'entrer dans l'histoire de la musique. Le groupe projette en effet d'être le premier à diffuser un concert en direct depuis la lune. Le seul problème, c'est que la date du concert approche et que le groupe a disparu. Les Spies partent à la recherche du groupe. dans l'espace! Totally Spies! raconte l'histoire de Sam, Alex et Clover, trois jeunes étudiantes qui travaillent pour le WOOHP en tant qu'agent secrets. Ensemble, elles luttent contre des super-vilains dans le but de protéger l'humanité!