티미는 니코데무스의 예언에 따라 가족과 헤어져 가시 계곡으로 가게 된다. 그런 자신의 운명이 마냥 부담스럽기만 한 티미. 자신이 무얼 해야 할 지도 모른 채 세월은 흘러 어느 덧 티미는 청년이 된다. 그러던 어느 날, 뜻밖의 장소에서 제니라는 예쁜 여자친구를 만나게 되는데. 제니의 부모님이 인간들의 국가 지능 연구소인 N.I.M.H에 갇혀 있다는 얘기를 듣던 중 티미는 자신의 형인 마틴도 그 곳에 있는 걸 알게 된다. 그래서 제니와 함께 제니의 부모님과 형 마틴을 구하러 길을 떠난다. 그러나 지능연구소에서 만난 형의 모습은 예전의 다정했던 형이 아닌 새로운 뇌 조작을 받은 악마의 모습을 하고 있었다. 마틴은 티미에게 함께 이 세상을 정복하자고 제안하지만 티미는 끝까지 이를 거절하는데... 천신만고 끝에 지능연구소에 갇힌 쥐들을 구해내고 가시 계곡까지 지키게 된 티미. 티미의 노력으로 형도 제 모습으로 돌아오고, 모두는 행복한 순간을 되찾는다.