罪恶丛生的哥谭市，疯狂的小丑（扎克·加利凡纳基斯ZachGalifianakis配音）带领恶棍军团展开新一波的犯罪活动。对他来说，犯罪以及引来宿敌蝙蝠侠（威尔·阿奈特WillArnett配音）是无比快乐的事情，可是猛男蝙蝠侠不仅轻松解决掉这群小坏蛋，还根本不将小丑放在眼里。蝙蝠侠的无情言语，深深刺痛了小丑的心。在此之后，孤独的蝙蝠侠收养了罗宾（迈克尔·塞拉MichaelCera配音），看上了美丽的女警长芭芭拉，只不过他始终拒绝别人走入他的内心世界。另一方面，自尊严重受挫的小丑从天空监狱找来了霸王龙、迅猛龙、索伦、伏地魔、金刚等史上著名的大坏蛋，他要狠狠地打击自高自大的蝙蝠侠……
在乐高多元宇宙的 DC 超级英雄维度中，蝙蝠侠保护哥谭市并打击犯罪。在他最近一次阻止小丑、风筝人、疯狂被子、企鹅、谜语人、歌舞伎双胞胎、计算器、回旋镖队长、人蝙蝠、红头罩和更多恶棍摧毁城市的任务中，蝙蝠侠成功了，但也受伤了通过告诉小丑他在他的生活中并不像他想象的那么重要来表达小丑的感受，导致小丑寻求对他的最终报复。
第二天，蝙蝠侠的另一个自我布鲁斯·韦恩出席了该市的冬季晚会，该晚会旨在庆祝警察局长戈登的退休和他的女儿芭芭拉接替他的升任。韦恩被芭芭拉迷住了，这种分心导致他无意中同意收养热情的孤儿迪克·格雷森。随后，韦恩对芭芭拉重组警察局以使其不需要蝙蝠侠的情况下运作的计划感到愤怒。小丑和他的恶棍团队破坏了派对。小丑向警方自首，同时为警方抓获了除哈莉·奎恩之外的几乎所有恶棍。由于如此多的恶棍被监禁，蝙蝠侠变得孤独，因为哥谭不再需要他的打击犯罪技能。
蝙蝠侠怀疑小丑不怀好意，计划偷走超人的幻影区投影仪，这种装置可以将任何人放逐到幻影区，这里关押着乐高多元宇宙中一些最危险的罪犯，只得阿尔弗雷德介入并建议他照顾迪克。蝙蝠侠最初拒绝，所以阿尔弗雷德允许迪克进入蝙蝠洞。蝙蝠侠以蝙蝠侠的身份出现在迪克面前，表示他也正在收养迪克，并将迪克培养成罗宾，以帮助他的计划。蝙蝠侠和罗宾从孤独堡垒找回投影仪，闯入阿卡姆疯人院并成功将小丑送入幻影区。怀疑是小丑芭芭拉想被送到那里，所以把蝙蝠侠和罗宾锁了起来。
当投影仪作为证据被扣押时，哈雷将其偷回来，作为小丑计划的一部分，并释放了他，让他与他在幻影区招募的所有多元宇宙恶棍一起返回哥谭，其中包括通知小丑的索伦蝙蝠侠就是布鲁斯·韦恩。犯罪分子袭击了哥谭并占领了韦恩岛。意识到哥谭毕竟需要蝙蝠侠，芭芭拉释放了蝙蝠侠和罗宾，并与他们和阿尔弗雷德合作阻止新的威胁。尽管他的队友在对抗多元宇宙的恶棍方面取得了一些成功，但蝙蝠侠强行将他们送走，独自对抗小丑，担心他会像他的父母一样失去他们。
小丑相信蝙蝠侠无法改变自己的方式，因此将他送到幻影区，然后偷走了蝙蝠洞藏匿的没收炸弹来摧毁哥谭。与此同时，幻影区的看门人菲利斯向蝙蝠侠展示了他如何虐待迪克、阿尔弗雷德、芭芭拉和小丑。蝙蝠侠接受了他最大的恐惧，成为家庭的一员，并决定改变。蝙蝠侠的队友重返战场帮助他，但他们自己也面临危险。蝙蝠侠与菲利斯达成协议，暂时返回哥谭找回区域中的逃犯，并及时赶到拯救了他的队友，为离开他们而向他们道歉，并请求他们帮助阻止小丑。他们同意了，芭芭拉穿上了蝙蝠女的服装。
当小丑拒绝将他们带出阿卡姆时，在贝恩、逆戟鲸和蛋头的帮助下，蝙蝠侠和他的团队击败了逃脱的多元宇宙的恶棍，并将他们送回了幻影区。然而，小丑的炸弹爆炸了，将哥谭从城市下方的板块撕裂。蝙蝠侠说服小丑帮助他，告诉他他给了他成为英雄的目标，在每个平民和恶棍的帮助下，他们设法拯救哥谭，将自己连在一起重新组装盘子。
之后，蝙蝠侠向迪克透露他是乔装的韦恩，然后返回幻影区面对他之前行为的后果。在意识到蝙蝠侠是英雄并看到他如何改变以拯救所有人后，菲利斯阻止蝙蝠侠进入幻影区。随后，蝙蝠侠让小丑、企鹅人、贝恩、急冻人、泥脸、谜语人、哈雷、歌舞伎双胞胎和其他恶棍取得了先机，因为他知道他们不是蝙蝠家族的对手。