Duke e seu fiel amigo Wallace, ambos soldados, transportam um carregamento de nanomites, uma perigosa arma que não pode cair em mãos erradas. No entanto, a organização terrorista Cobra, liderados por Baronesa e Storm Shadow, atacam o comboio para roubar os nanomites.
Duke e Wallace são salvos pelos Joes, liderados pelo general Hawk e compostos por Scarlett, Snake Eyes entre outros. Duke e Wallace se unem aos Joes, que são atacados por Baronesa e Storm, que finalmente roubam os nanomites.
Duke percebe que Baronesa é sua ex-esposa e é revelado que o chefe da organização é o corrupto traficante de armas Destro, que junto com um misterioso homem identificado apenas como "Doutor" implanta nanomites em homens, os tornando armas de guerra.
Planejando um ataque terrorista, eles são perseguidos pelos Joes em plena Paris, onde conseguem destruir a Torre Eiffel. No processo a Organização Cobra captura Duke e o leva para seu covil, na Antártida. Os Joes vão resgatar Duke, e Snake Eyes trava seu combate decisivo com Storm Shadow.
Snake Eyes, depois de muita luta, mata Shadow. Enquanto isso, Baronesa percebe que Duke não é mal e passa a ajudá-lo, enquanto o Doutor se revela como um ex-parceiro de guerra de Duke, que foi deformado por uma explosão, agora usando uma peruca e uma máscara. Duke consegue escapar antes de serem implantados nanomites em seu corpo.
O Doutor foge com Destro e se auto-intitula "Comandante Cobra", deformando o traficante de armas. Os dois são presos no final mas é revelado que Zartan, um membro da organização Cobra, sequestrou o presidente e está se passando pelo mesmo.