한 가정의 가장이 된 FBI 요원 말콤 터너(마틴 로렌스 분)는 현장을 누비는 일이 아닌 안전한 내근직을 선택하여 일하고 있다. 그러나 동료의 죽음을 계기로 국가안보에 치명적인 컴퓨터 바이러스 ‘웜’을 디자인 한 것으로 보이는 용의자 톰 풀러를 쫓는 임무에 뛰어들게 된다. 말콤이 용의자의 집에 접근할 수 있는 유일한 방법은 그의 아이들의 새 보모로 들어가는 방법. 이에 그는 다시 뚱보 할머니, 하티 매 피어스, 즉 `빅마마`가 된다.
빅마마가 유모로 잠입한 톰의 가정은 특이하기 이를 데 없는 곳이다. 슈퍼맨을 꿈꾸는 막내 앤드류는 높은 곳에 기어 올라가 뛰어 내리기 바쁘고, 톰의 첫째 딸인 켈리는 가족과 단절된 생활을 하고 있으며, 댄스광인 동시에 댄스 꽝이기도 한 둘째 딸 몰리는 학급에서 놀림거리가 되고 있는 상황. 더군다나 강아지마저 우울증에 걸려 청승을 떨어댄다.
말콤은 번잡스러운 아이들을 돌보랴, 문제투성이 가정을 바로잡으랴 분주한 가운데에서도 임무를 수행하기 위해 노심초사 한다. 그런데 엎친 데 덮친 격으로 아내인 셰리(니아 롱 분)가 말콤의 외도를 의심하기 시작하는데…