Unit militer elit yang terdiri dari operasi khusus yang dikenal sebagai G .I . Joe, beroperasi di The Pit, menghadapi organisasi jahat yang dipimpin oleh pedagang senjata terkenal . Dua tentara yang ditempatkan di Kazahkstan (Kapten Duke Hauser dan rekannya "Ripcord") diperintahkan untuk mengangkut hulu ledak khusus yang dibuat oleh MARS, produsen senjata' yang dikendalikan oleh James McCullen . Ketika mereka diserang oleh pencuri (dipimpin oleh Anastasia DeCobray, dengan siapaDuke memiliki sejarah), mereka diselamatkan oleh unit pasukan khusus internasional yang sangat rahasia yang dikenal sebagai "G . I . Joe" . Pemimpin G . I . Joe, Jenderal Abernathy (atau Hawk) sedang mengejar para pencuri: bergabung dengan Joes, McCullen ("Destro") diam-diam bekerja untuk Cobra dan berencana untuk merebut kembali hulu ledak "Nanomite" pemakan logamnya . Duke dan Ripcord (dengan bantuan dari Heavy Duty, Snake Eyes, dan Joes lainnya) harus membuktikan menghentikan peluncuran hulu ledak ini sebelum Cobra menggunakannya untuk mengambil alih dunia . —John Wiggins Di masa lalu keluarga McCullen adalah pembuat senjata dan memasok kedua belah pihak dalam perang . Seorang leluhur McCullen ditangkap dan dipenjarakan di Prancis dengan topeng besi di wajahnya untuk mengajari semua generasi mendatang agar tidak mengulangi kejahatan ini . McCullen bersumpah bahwa menjalankan perang di masa depan, bukan hanya memasoknya .

Dalam waktu dekat, ahli senjata James McCullen (Christopher Eccleston) (Seorang perancang senjata dan pendiri M . A . R . S . ) telah menciptakan senjata berbasis Nanoteknologi-Nanomites yang dirancang untuk menghancurkan apa pun mulai dari tank hingga kota . Nanobot hanya dapat dihentikan dengan mengaktifkan tombol pemutus . Perusahaannya M . A . R . S . menjual empat hulu ledak ke NATO, dan pasukan NATO yang dipimpin oleh tentara Amerika Duke (Channing Tatum) dan Ripcord untuk mengirimkan hulu ledak . Konvoi mereka disergap oleh Baroness, yang diakui Duke sebagai mantan tunangannya Ana Lewis (Sienna Miller) (Adik Komandan Cobra dan mata-mata) . Baroness memiliki senjata futuristik, dan senjata NATO pembantaian . Duke dan Ripcord diselamatkan oleh Scarlett (Rachel Nichols) (Scarlett lulus kuliah pada usia 12 tahun dan menjadi pakar intelijen tim), Snake Eyes (Ray Park) (Seorang komando ninja misterius yang bersumpah untuk diam), spesialis komunikasi dan peretas tim), dan Tugas Berat (Adewale Akinnuoye-Agbaje) (Seorang ahli persenjataan dan komandan lapangan tim) . Anna dan pasukannya mundur . Mereka membawa hulu ledak ke The Pit, G . I . Joe' bertemu dengan kepala Tim G . I . Joe, Jenderal Hawk (Dennis Quaid) .

Hawk mengambil komando hulu ledak dan memaafkan Duke dan Ripcord, hanya untuk diyakinkan untuk membiarkan mereka bergabung dengan kelompoknya, setelah Duke mengungkapkan bahwa dia mengetahui membuka kotak senjata melalui Telepresence, tetapi dengan melakukan itu, McCullen mengaktifkan alat pelacaknya . McCullen diturunkan menggunakan nanoteknologi yang sama untuk membangun pasukan tentara dengan bantuan Dokter (Joseph Gordon-Levitt) (The Baroness's prajurit yang dianggap terbunuh dalam misi yang dipimpin oleh Duke-bukannya dia selamat dari serangan itu, tetapi dia menjadi kepala ilmuwan Sindikat Penelitian Persenjataan Militer (M . A . R . S . ) yang cacat), berencana menggunakan hulu ledak mewujudkan tatanan dunia baru . Tentara super disuntikkan Nanomit ke dalamnya dan tidak merasakan sakit serta dapat mengeluarkan partikel berbahaya seperti racun dan dapat menyembuhkan tubuh sendiri selama pertempuran . Menggunakan alat pelacak, McCullen menemukan markas G . I . Joe Shadow (Byung-Hun Lee) (saingan Mata Ular; keduanya adalah anggota dekat klan ninja Arashikage) dan Baroness untuk mengambil hulu ledak, dengan bantuan dari Zartan (Arnold Vosloo) (Ahli penyamaran yang melayani Destro) . Mereka pod yang bersembunyi di bawah gurun . Tapi pod tersebut dihancurkan oleh Joes selama pertempuran .

-- Setelah pertarungan, Storm Shadow dan Baroness mengambil hulu ledak (Mereka melarikan diri dengan menggunakan peralatan propulsi jet satu orang) dan membawanya ke Baron DeCobray ( Fitoussi), suami Baroness, untuk mengubahnya menjadi senjata di akselerator partikelnya; topeng besi bertahun-tahun yang lalu), keluarga Joe mengejar Baroness dan Storm Shadow (Mereka mengira McCullen mencuri hulu ledaknya dan mereka tahu Anna menikah dengan seorang ilmuwan Perancis yang menjalankan laboratorium akselerator partikel yang dapat digunakan untuk mengubah hulu ledak menjadisenjata) (Joe tiba tepat saat Anna dan Storm Shadow meninggalkan lab Decobray), tetapi tidak berhasil menghentikan mereka meluncurkan salah satu rudal . Rudal tersebut menghantam Menara Eiffel dan melepaskan Nanomit di dalamnya, menghancurkan menara dan daerah sekitarnya sebelum Duke berhasil menekan tombol mematikan yang terjadi pada Anna (yang melarikan diri dengan helikopter) . Namun, saat melakukan itu, dia ditangkap dan dibawa ke markas McCullen di bawah Arktik . Sejarah singkat tentang Storm Shadow dan seorang murid Korea di kuil master Jepangnya . Mata ular masuk kemudian sebagai sampah, tetapi master menerimanya saat Snake Eye bertarung seperti seorang juara . Storm Shadow mengalahkan Snake Eyes di putaran awal latihan tetapi master tidak pernah memujinya saat dia hati .

Ketika mata Ular mulai menang, tuan memujinya, membuat marah Storm Shadow, yang membunuh tuan dan melarikan diri . Keluarga Joe menemukan markas rahasia (Duke menyalakan suar pelacakan yang sama pada kasus yang dilakukan McCullen) dan terbang ke sana, sebagai sisa hulu ledak ke tiga rudal, yang ditujukan ke Beijing, Moskow, dan Washington, DC, tiga ibu kota terpenting di dunia . Dia menyatakan bahwa dia bermaksud melakukan ini karena dengan membunuh jutaan orang di kota-kota ini, dia akan menimbulkan ketakutan dari setiap pria, wanita, dan anak-anak di planet ini, setelah itu mereka akan beralih ke orang dengan kekuatan paling besar di dunia, Presiden Amerika Serikat . Setelah Snake Eyes mengeluarkan satu rudal dengan rudal jet ski, Ripcord menghancurkan dicuri M . A . R . S . prototipe jet Night Raven, sementara Scarlett, Breaker, dan Snake Eyes menyusup ke pangkalan . Snake Eyes berduel dan menang atas Storm Shadow . Duke mengetahui bahwa majikan McCullen, sang Dokter sebenarnya adalah Rex Lewis, Ana terbunuh oleh serangan udara yang tidak tepat waktu selama misi yang dipimpin oleh Duke (juga asal mula keterasingan antara Duke dan Ana) . Rex mengatakan bagaimana dia bertemu Dr . Mindbender (Kevin J . O'Connor) di bunker dan tergoda oleh untuk mengambil data dan terjebak dalam pemboman, yang merusak dirinya .

Setelah membebaskan Duke (dia mampu menerobos kendali pikiran para Nanomit dan menyadari bahwa dia benar-benar mencintai Duke), Baroness ditundukkan, seperti yang diungkapkan Dokter. dengan Nanomites, yang telah menempatkannya di bawah kendalinya selama empat tahun terakhir . Mencoba membunuh Duke menggunakan penyembur api, McCullen akhirnya terbakar ketika Duke menembakkan senjatanya dan menyebabkannya meledak, jadi Rex dan dia melarikan diri ke kapal pelarian . Baroness mengejarnya sementara keluarga Joe mundur; berhadapan dengan Nanomites, mengubah kulitnya menjadi zat seperti perak dan menamainya "Destro", yang menempatkan McCullen di bawah kendali Komandan . Mereka ditangkap oleh G . I . Joe segera setelahnya . Di kapal induk super USS Flagg, hak asuh sampai mereka dapat mengeluarkan Nanomites dari tubuhnya . Sementara itu, Zartan, yang penampilan fisiknya diubah oleh Nanomites, menyusup ke Gedung Putih selama krisis rudal dan mengambil identitas Presiden Amerika Serikat, sehingga menyelesaikanbagian dari rencana McCullen untuk menguasai dunia .