Die zwei in Kasachstan stationierten Soldaten Captain Duke Hauser (Channing Tatum) und sein Partner Weems alias Ripcord (Marlon Wayans) haben die Aufgabe, den Transport von Raketensprengköpfen der Firma Mars zu eskortieren. Doch dann kommt ihnen die Terrororganisation Cobra in die Quere. Die beiden Soldaten werden schließlich von einer geheimen Spezialeinheit namens G.I. Joe gerettet. General Clayton ‘Hawk’ Abernathy (Dennis Quaid) und seine internationale Truppe versuchen, die mysteriöse Baroness (Sienna Miller) und den gemeingefährlichen Doctor (Joseph Gordon-Levitt) aufzuhalten, ehe Cobra die mit Nanotechnologie bestückten Sprengköpfe einsetzen kann.