Điệp Viên Tí Hon - My Spy xoay quanh câu chuyện về JJ một điệp viên CIA chuyên nghiệp đối đầu với cô bé Sophie vô cùng lanh lợi, thông minh. Trong lúc làm điệp viên, anh ngầu và tài giỏi bao nhiêu thì lại gặp phải khó khăn khi đối phó với Sophie bấy nhiêu. Một lần, anh vô tình để cô bé phát hiện ra thân phận điệp viên của mình, nên JJ đành phải dạy cô bé trở thành một điệp viên. Nhiệm vụ của anh bây giờ là làm gia sư vô cùng khó khăn không hề dễ dàng như JJ nghĩ.