故事敘述壹個巧妙的契機，在泰瑞進入飛哥小佛家五周年紀念日當天，飛哥做了壹個用大型鴨嘴獸羽毛球機器，而且兩人就坐在裏頭，在陰錯陽差之下撞上了背著兩人駕著火箭車出任務的泰瑞，意外彈到了杜芬舒斯家中，飛哥與小佛因此結識了杜芬舒斯，並幫杜芬舒斯修好被他們撞爛的超時空終結者，剛好泰瑞在此時闖進杜芬舒斯家，因為不能被家中主人發現，所以只好變回毫無威脅性的鴨嘴獸。飛哥幫忙修好機器後，壹行人進入了另壹個時空。那個時空是壹個被穿黑袍的獨眼杜芬舒斯獨裁統治的三州地區，莫來管隊長則成了獨眼杜芬舒斯底下的助理。[1]
獨眼杜芬舒斯把自己那個時空的鴨嘴獸泰瑞給改造成了自己的邪惡部屬，而此時泰瑞也在情急之下暴露了自己的身份，秘密特務的身份讓飛哥很不諒解，他把泰瑞當成家人，而家人是不該有秘密的，獨眼杜芬舒斯命令機械鴨嘴獸去攻擊鴨嘴獸泰瑞，在經過壹番纏鬥之後暫時甩掉了他，但鴨嘴獸泰瑞卻想獨自去對付獨眼杜芬舒斯卻失敗被俘，飛哥想回到自己的時空，但是時空終結者的遙控器卻失靈了，於是他們去找屬於那個時空的自己，卻發現另壹個自己卻和本身判若兩人，毫無想像力，而且不知道暑假是什麽。 於是他們又去找了那個時空的伊莎貝拉，發現伊莎貝拉是杜芬反抗軍的壹名軍官，而飛哥的朋友們在那個時空也都成了反抗軍的壹員，凱蒂斯則是反抗軍頭領。另壹方面獨眼杜芬舒斯聽了杜芬舒斯所敘述的另壹個三州地區，於是想利用時空終結者到飛哥本來的時空進行大規模侵略，但是杜芬舒斯卻忘了怎麽啟動，獨眼杜芬舒斯只好利用手上的鴨嘴獸泰瑞當人質把飛哥他們全抓過來，杜芬舒斯在此時想起了如何改造，開啟了時空之門，但獨眼杜芬舒斯卻因為杜芬舒斯過於懦弱，所以把他連同飛哥他們壹起送去餵怪獸，此時那個時空的凱蒂斯救了他們，並用時空之門展開大逃亡。他們逃回了自己的時空，卻發現獨眼杜芬舒斯的機器大軍也入侵了自己的家園，於是他們找到藏在家裏的密道，找到鴨嘴獸泰瑞留下來的秘密武器，原來是飛哥他們在暑假做的所有發明，兩個時空的人用飛哥的發明合力擊退了獨眼杜芬舒斯的機械軍團，飛哥摧毀了機器人的主控制臺，讓機器人全部當機，而鴨嘴獸泰瑞也打敗了機械泰瑞，消除它的邪惡思想。杜芬舒斯用獨眼杜芬舒斯最心愛的玩具火車頭把他引回屬於他的時空，並被反抗軍和莫來管所擒。因為泰瑞暴露了自己的身份，所以必須遣往別處，凱爾建議用杜芬舒斯的記憶終結者消除他們的記憶，飛哥因為這壹連串經歷過於精彩所以舍不得刪除，但小佛提醒他美好的記憶可以自己創造，但泰瑞只有壹只，所以選擇刪除記憶，壹切又回復正常。[1]（在刪除記憶之前，伊莎貝拉親了壹下飛哥） 飛尼斯·福林(飛哥)(Phineas Flynn)美國:文森?馬堤拉
就和平常壹樣，多話而且常有異想天開的發明。這次和小佛在陰錯陽差下遇到漢茲杜芬舒斯，還幫他修好超時空終結者(The Other Dimension-ator)，也因此引爆壹場災難和冒險，和小佛背負著有史以來最艱巨的任務。
費柏·富雷查(小佛)(Ferb Flechter)美國:湯瑪斯?桑格斯特
小佛就和平常壹樣不愛說話，但經常在節目最後說幾句關鍵性的話。這次和飛哥壹起修好杜芬舒斯的超時空終結者(The Other Dimension-ator)，並進入平行宇宙。最後面臨要讓身分曝光的派瑞被送走還是消除記憶，小佛提醒大家刺激好玩的冒險有很多，但是派瑞只有壹個。因而讓大家選擇被消除記憶。
凱蒂絲·傑楚德·福林(Candace Jecherd Flynn)美國:艾絮莉?堤斯岱爾
凱蒂絲有時候會思考母親琳達福林富雷查總是看不到飛哥與小佛發明的原因，這次她想像有種神秘力量的存在讓大人永遠看不到那些發明。當她聽到傑洛米要上大學的消息，開始這種想像。當二度空間的杜芬舒斯機器人大軍入侵時，凱蒂絲去找琳達並想像讓這種“神秘力量”除去問題。就在凱蒂絲和琳達趕到現場後，剛好也是另壹時空的杜芬舒斯全面撤退以後，因此也真的什麽都看不到。雖然她在電視版﹝The Ballad of Badbeard、Wizard of odd﹞就已經知道派瑞就是特務，但記憶仍舊被刪除。
史黛西·平野(Stacy Hirano)美國:胡凱莉
凱蒂絲的好友，也是壹起討論傑洛米的對象，有時候會被凱蒂絲拖去壹起抓飛哥與小佛。這次凱蒂絲認為有壹種神秘力量存在，讓飛哥與小佛的發明會在大人接近的時候消失。史黛西聽到凱蒂絲的說法，認為這只是凱蒂絲的異想天開。當凱蒂絲進入二度空間不見蹤影，史黛西開始懷疑是自己說了不敬的話得罪凱蒂絲所說的神秘力量，擺壹張桌子並堆上各種物品向“神秘力量”祈求凱蒂絲回來。駕駛黃色巨大樹屋機器人對抗諾姆軍團。
鴨嘴獸派瑞(臺譯泰瑞)(Perry the Platypus)美國:Bradly Baker
飛哥與小佛的寵物兼OWCA秘密特務，壹開始到杜芬舒斯的邪惡企業就跟飛哥小佛壹起進入另壹時空。因為那裏的杜芬舒斯看出它是秘密特務便叫“機械獸派瑞”(Perry the Platyborg)對其展開攻擊，壹開始派瑞遭到機械獸派瑞攻擊時，並沒有曝露特務身分，但另壹時空的杜芬舒斯要求機械獸派瑞攻擊飛哥與小佛時，為了保護飛哥與小佛而反擊，也因此曝露身分(實際上在電視版已經在多人面前現身多次)。死敵為“機械獸派瑞”。電影中被邪惡杜芬舒斯威脅要其到他的邪惡企業卻被欺騙當成談判籌碼(小遊戲 Agent P Strikes Back 為派瑞到邪惡杜芬舒斯企業期間的插曲)。
漢茲·杜芬舒斯(臺譯漢斯)(Hienz Doofenshmirtz)美國:波文麥爾
在壹開始他的超時空終結者被飛哥的大型羽球撞壞，飛哥幫他修理完便將它開啟；壹夥人到達另壹時空。他和那裏的邪惡杜芬舒斯意外成了好朋友(結果是被利用)，經過測試，他真的沒能力認出壹般鴨嘴獸和鴨嘴獸派瑞。最後他送邪惡杜芬舒斯他放置的小火車啾啾使其撤退。
伊莎貝拉·格拉希·夏普羅(Isabella Gracia Shapiro)美國:艾莉森?史托納
住在飛哥家的對面。喜歡飛哥，在電影中幫助反抗軍駕駛獨角獸兒童車、棒球射擊槍對抗諾姆軍團，也在確定沒有人會記得這壹天發生過的事之後，吻了飛哥。(但眾人的記憶隨後遭到消除)
巴捷·雷?帕特勒(Baljeet Rai Patel)美國:馬利克?潘丘裏
印度移民，在電影的個性較沒有二度空間的巴捷聰明、直率。和爾平駕駛鋼嘴人壹起對抗諾姆軍團。
布佛·凡·斯東(Buford Van Stomm)美國:波比?蓋勒
常欺負巴捷、飛哥；四肢發達、頭腦簡單。駕駛 鴨嘴獸母愛機 對抗諾姆軍團。
爾平(Irving)
飛哥小佛終極粉絲。駕駛鋼嘴人的下半身。星座算命說他很難被註意。
營邊女孩(美眉家族)(Fireside Girls)
電影中幫助反抗軍駕駛飛哥小佛的發明對抗諾姆軍團。
就愛韓德爾(Love Handle)
飛哥與小佛在父母的結婚紀念日重新集結的樂團。這次諾姆軍團大舉入侵三州地區，飛哥與小佛和同伴們使用過去發明的復制品反擊時，他們唱歌表演為飛哥與小佛助陣。
琳達·福林·富雷查(Linda Flynn Flechter)美國:Caroline Rhea
電影中和丈夫勞倫斯˙富雷查去看3D電影:那該死的未婚夫(妻)(That Darn Fiance)。和勞倫斯的戲份並不多。在電影還沒看完的時候，被凱蒂絲拉出電影院“看飛哥和小佛做的好事”。就和往常壹樣，什麽都沒看到。
勞倫斯·富雷查(Lawrece Flechter)美國:Richard O'Brien
電影中和妻子琳達˙福林˙富雷查去看3D電影:那該死的未婚夫(妻)(That Darn Fiance)。和琳達的戲份並不多。
史萊許(Slash)
於電影版片尾曲出現，喜歡看飛哥與小佛。和巴頭四的飛哥、小佛、布佛 以及 兩只派瑞、邪惡杜芬舒斯唱片尾曲。 凱蒂絲·傑楚德·福林隊長 (Captain Candace Jecherd Flynn)美國:Ashley Tisdale
二度空間的凱蒂絲是在那裏的杜芬舒斯暴政統治下持續反抗的反抗軍領袖。除了仍然會對野生防風草過敏，她經歷的事件讓她顯得和壹度空間的凱蒂絲不同。相較之下大多數時候身手靈活，打架招式華麗時尚，壹人可打30架以上諾姆機器人；反抗軍的重要人物。敵人為邪惡杜芬舒斯。在小遊戲 Agent P Strikes Back 的通緝單上懸賞壹萬美金。
飛尼斯·福林(Phineas Flynn)美國:Vincent Martella、費柏·富雷查(Ferb Flechter)美國:Thomas Sangster
因為派瑞幾年前失蹤(遭杜芬舒斯綁架成為機械獸)加上杜芬舒斯下令不準有暑假存在而悠閑在家玩杜芬大富翁(Doof-poly)，為凱蒂絲保護。兩人身上都穿著杜芬工作服，戰鬥服則是拯救凱蒂絲時穿上。飛哥天性較樂觀；小佛則比壹度空間的更沈默寡言，自從壹度空間飛哥小佛告訴他們暑假的事後，他們才開始有信心，並幫助反抗軍對抗杜芬舒斯。在小遊戲 Agent P Strikes Back 的通緝單上兩人都是懸賞各壹萬美金。線上小遊戲 Dimension of Doom 登場為拯救凱蒂絲破壞邪惡企業內部，可能是傑洛米相助。
伊莎貝拉·格拉希·夏普羅 (Isabella Gracia Shapiro)美國:Alyson Stoner
反抗軍的小軍官將領，率領火風暴女孩(FireStorm Girls)，個性比較穩重；她說的Watch'a doing跟壹度空間的音較不同，聲音很重。
布佛·凡·斯東(Buford Van Stomm)美國:Bobby Gaylor
反抗軍成員，喜歡凱蒂絲。因為他認為自己太行了(真的很行)，他開始反反抗，但最後還是幫助反抗軍對抗杜芬舒斯。
巴捷·雷?潘特勒(Baljeet Rai Patel)美國:Maulik Pancholy
反抗軍軍師、參謀、博士。非常聰明，跟壹度空間巴捷相比較不懦弱，也比較穩重。
火風暴女孩/反抗軍(Firestorm Girls/The Resist Army)
葛蕾金、雅蒂森、凱蒂、霍莉、米莉、金吉。伊莎貝拉的部下。非常聽命伊莎貝拉、凱蒂絲的指揮。
傑洛米·強生(Jeremy Johnson)美國:Mitshel Musso
在北部三州地區率領三人突擊部隊反抗杜芬舒斯，甚至幫助飛哥小佛闖入邪惡杜芬舒斯企業大肆破壞拯救凱蒂絲。
機械獸派瑞(Perry The Platyborg)美國:Dee Bradly Baker
二度空間的鴨嘴獸派瑞曾經和這裏的杜芬舒斯對抗，但是已經被改造為半機器並成為部下，擁有旋轉刀、雷射炮這些武器；諾姆軍團的首領。最後在和壹度空間的派瑞戰鬥後，擺脫二度空間的杜芬舒斯控制，並跟二度空間的飛哥與小佛回到自己的世界。在小遊戲 Agent P Strikes Back 為每壹關的頭目。它的樣子是參考魔鬼終結者，它手上的武器雷射炮、旋轉尖槌造型則是參考變形金剛G1時期的密卡登在獲得黑暗能量晶體時的新武器。
諾姆機器人軍團(Norm-bots Army)
電影中以諾姆機器人為主，在二度空間的量產型機器人，會漂浮，聽從統治者杜芬舒斯的指示監視大家。如果有人不服從，會變身為戰鬥模式展開攻擊。諾姆機器人分成三種(無頭盔慢速型、鋼盔快速型、鋼盔殘暴型)，電影中只出現前兩者，鋼盔殘暴型只在小遊戲〈Robot Riot〉中出現，都是第二時空杜芬舒斯的軍隊。後來對壹度空間的入侵行動，諾姆軍團就是攻擊主力。
杜芬機器人軍團 (Doof-bots Army)
在電影並未出現，出現在平臺電玩版〈飛哥與小佛-超時空冒險〉中。和諾姆軍團都是第二時空杜芬舒斯的部下，雜魚包刮: 三腳機器人、杜芬掃蕩兵、杜芬鏈炮兵。中型頭目: 杜芬飛船，大型杜芬機械獸則是最終頭目等級之敵人。
琳達·福林·富雷查(Linda Flynn Flechter)美國:Caroline Rhea
壹般都躲在家裏的地下室。
勞倫斯·富雷查(Lawrence Flechter)美國:Richard O'Brien
到工廠工作壹星期後才回家。
鴨嘴獸羽毛球拍
在電影中它讓飛哥小佛見到了杜芬舒斯並與其展開互動。
超時空終結者
在本片可說是故事的主要關鍵，造成飛哥等人進入第二時空並引發種種冒險。它其實是麥可貝參考自己的執導電影變形金剛3中的能量柱集中時制造的太空橋，能從某區進入另壹地區的物品，貝將它引用在本片中。
特務手表
是凱爾給派瑞的裝備，可以吸取任何金屬物質也能和基地聯絡。在電影中有幾次被派瑞拿來拯救大家。在遊戲〈Agent P strikes back〉中這個裝備可說是不可或缺的武器。
飛哥、小佛、派瑞紀念照
基地的鑰匙，只有特殊情況時使用，只有跟派瑞相關的人才能使用。派瑞就是拿它給飛哥，讓飛哥得以進入它的基地。
自動復制系統
在諾姆軍團大舉侵入時，飛哥按照派瑞的指示找到其基地，而基地電腦使用本物品將飛哥小佛的夏日所有發明統統聚集在基地內部。