Действие мультфильма происходит в Долине Мира (Китай), где живут наделённые человеческими чертами животные (в основном кролики, свиньи и гуси).
Панда По мечтает стать легендарным воином кунг-фу. Но в реальности он готовит лапшу вместе со своим отцом господином Пином в семейном ресторанчике (что интересно, отец По – гусь!).
Как-то панде в очередной раз снится сон о том, что он стал Воином Дракона. Из-за этого По опаздывает на работу. Отец отчитывает сына, и По едва не проговаривается о своём сне. Спохватившись, он говорит, что ему приснилась лапша. Папа светится от счастья: это значит, что сын унаследует его бизнес и готов в скором времени узнать секретный ингредиент «секретноингредиентного супа».
Тем временем в Нефритовом Дворце мастер Шифу тренирует команду лучших воинов «Неистовая Пятёрка»: Тигрицу, Гадюку, Обезьяну, Журавля и Богомола. Он недоволен и указывает ученикам на их ошибки, но в этот момент его вызывает к себе Мастер Угвэй, который рассказывает о своём видении: злобный и жестокий барс Тай Лунг вернётся в Долину Мира.
Шифу посылает в тюрьму, где содержится злодей, письмо с просьбой удвоить охрану, на что Угвэй замечает:
«Выбрав дорогу, чтобы уйти от судьбы, мы именно там её и встречаем».
Мастера решают, что пришло время выбрать Воина Дракона.
Узнав об этом, По отправляется в Нефритовый Дворец, чтобы увидеть долгожданного героя, а заодно выполнить просьбу отца продать лапшу. Но из-за своего лишнего веса он слишком долго поднимается по лестнице и не успевает к началу выборов. Всеми возможными способами он пытается перебраться через стену, но успеха не достигает.
Наконец панда привязывает к стулу фейерверки, чтобы перелететь во двор Нефритового Дворца. В этот момент появляется господин Пин, который пытается остановить сына. По сознаётся, что соврал про свой сон. И когда он уже готов сдаться, фейерверки наконец взрываются. По перелетает через стену и падает прямо перед мастером Угвэем, Шифу и Неистовой Пятёркой.
И тут Угвэй объявляет, что Воин Дракона – это… По! Все в шоке. Шифу заявляет, что это случайность. Угвэй отвечает ему:
«Случайности не случайны».
По приносят в зал, где хранятся реликвии, принадлежавшие легендарным мастерам кунг-фу. Здесь его находит Шифу и вступает в диалог, в ходе которого даёт панде понять, что не рад его появлению. Он ведёт По на тренировку, во время которой и сам мастер, и его ученики понимают, что панда – полный профан в кунг-фу.
Ночью По пытается поговорить с мастерами. Журавль с трудом отделывается от него, а Тигрица даёт понять: По здесь не рады и сделают всё, чтобы от него избавиться. Расстроенный панда уходит.
Вскоре Угвэй обнаруживает его под священным персиковым деревом. По делится со старым мастером своими переживаниями и говорит, что готов сдаться и вернуться к отцу. Угвэй отвечает:
«Тебя слишком занимает то, что было, и то, что будет. Мудрецы говорят: прошедшее забыто, грядущее закрыто, настоящее даровано. Поэтому его и зовут настоящим!»
Тем временем посланник Шифу дворцовый гусь Зенг долетает до тюрьмы и передаёт письмо охранникам-носорогам. Глава охраны в гневе. Он объясняет, что побег из тюрьмы невозможен, и показывает гонцу Тай Лунга, скованного цепями. При этом носорог насмехается над барсом, рассказывает ему о выборах Воина Дракона и даже наступает на хвост. В ответ на возмущение Зенга он говорит, что обездвиженный Тай Лунг ничего не сможет сделать. Они отправляются к выходу.
В этот момент Тай Лунг подбирает обронённое Зенгом перо и с его помощью открывает цепи, после чего вступает в схватку с охраной. Носороги всеми силами пытаются его остановить, но им это не удаётся. Тай Лунг убивает их и велит выжившему Зенгу лететь домой и рассказать о возвращении настоящего Воина Дракона (то есть Тай Лунга).
Утром Шифу и Неистовая Пятёрка обнаруживают, что По нет в комнате. Они рады, но затем застают его во дворе: панда застрял среди тренажёров. Освободив его, они поочерёдно побеждают По, а Шифу скидывает панду с лестницы, но тот всё же возвращается назад.
Богомол проводит пострадавшему По сеанс иглоукалывания. Тигрица и Гадюка рассказывают о Тай Лунге: это приёмный сын Шифу. Тот очень его любил и научил всем премудростям кунг-фу. Но, когда Тай Лунг захотел получить Свиток Дракона, мастер Угвэй отказал ему, так как увидел черноту его души. Разгневанный барс разорил долину, после чего ворвался в Нефритовый Дворец и напал на бывших учителей. Шифу не смог остановить его, и в борьбу пришлось вмешаться Угвэю, который обезвредил злодея. С тех пор мастер Шифу больше не смог никого полюбить.
В этот момент По неожиданно ухмыляется и падает. Выясняется, что Богомол случайно зацепил не тот нерв и едва не остановил сердце панды. Неистовая Пятёрка всё же спасает его.
Зенг возвращается к Мастеру Шифу и сообщает о побеге Тай Лунга. Тот спешит к Угвэю и передаёт новости ему. Они вступают в диалог, в ходе которого Шифу вновь говорит о том, что не верит в По. Угвэй объясняет, что из персикового семени нельзя вырастить яблоню, и просит своего ученика поверить. Шифу даёт обещание, после чего мастер Угвэй прощается с ним навсегда и умирает.
По угощает Неистовую Пятёрку сваренной им лапшой. Тигрица отказывается, а вот остальные остаются довольны. По изображает мастера Шифу, чем веселит товарищей. В этот момент входит настоящий мастер, который сообщает о побеге Тай Лунга и смерти Угвэя. Панда пытается сбежать, но Шифу настигает его и возвращает во дворец.
Тигрица решает сама остановить Тай Лунга и сбегает из дворца. Гадюка, Обезьяна, Журавль и Богомол отправляются вместе с ней.
Утром Шифу находит По на кухне: тот в этот момент ест, открывая двери приёмами кунг-фу. Чтобы проверить появившуюся у него догадку, Шифу рассказывает панде, где Обезьяна прячет своё печенье. И мастер оказывается полностью прав: в погоне за лакомством По умудряется забраться на самую верхнюю полку, да ещё сесть на идеальный шпагат!
Неистовая Пятёрка встречает Тай Лунга на мосту и вступает с ним в схватку. Несмотря на все усилия, им не удаётся одолеть барса.
Учитель ведёт По к озеру Святых Слёз и рассказывает ему о том, что понял, как надо тренировать панду. Стимулом для По является… еда! Теперь он не сможет есть, пока не потренируется. После тренировки они садятся есть пельмени, но Шифу съедает их сам. По вступает в отчаянную схватку за последнюю пельмешку, в которой побеждает. Однако он отдаёт её мастеру и говорит, что не голоден.
Они возвращаются во дворец. Туда же прибывает и Неистовая Пятёрка, и её участники сообщают о своей неудаче. Шифу понимает, что настало время отдать По Свиток Дракона. Но когда он делает это, герои обнаруживают, что в свитке ничего нет! Шифу решает, что сам сойдётся в поединке с Тай Лунгом, и велит ученикам организовывать эвакуацию мирного населения.
По возвращается к отцу. Желая подбодрить сына, тот рассказывает ему про «секретноингредиентный суп»: оказывается, что никакого секретного ингредиента… нет!
«Чтобы сделать что-то особенное, надо просто поверить, что это особенное!»
Теперь панда твёрдо уверен, что справится. Он спешит на помощь своему учителю.
Шифу встречает Тай Лунга и вступает с ним в схватку. Барс винит учителя в том, что с ним произошло. Шифу просит прощения, но Тай Лунгу нужен только свиток, которого на месте нет: ведь он у По! Злодей в бешенстве, но в этот момент появляется сам панда.
Они вступают в схватку, в ходе которой Тай Лунг наконец получает свиток. Но когда он видит, что там ничего нет, то теряется. По объясняет, что «секретного ингредиента нет», барс ему не верит. Схватка продолжается, и По одолевает Тай Лунга с помощью пальцевого захвата, который Шифу применил по отношению к нему самому при их первой встрече.
Мирное население возвращается в Долину Мира. Отец обнимает По, а Неистовая Пятёрка наконец признаёт его равным. Панда вспоминает про учителя и спешит к нему на помощь, однако Шифу оказывается в порядке. Теперь он понял, что мастер Угвэй был прав.
Шифу и По лежат на полу, восстанавливая силы. И тут По неожиданно предлагает съесть по пельмешке. Учитель соглашается.
В сцене после титров мастер и его ученик сидят под персиковым деревом и едят пельмени. А рядом из семечка, посаженного Шифу в момент последней беседы с мастером Угвэем, прорастает новое дерево.
