4人のタートルズ、レオナルド、ラファエロ、ドナテロ、ミケランジェロは、ニューヨークの地下の隠れ家で、師匠スプリンターから武術の訓練を受けてきた。謎の緑の液体に触れてミュータント化してから15年目の記念日、タートルズはようやく外の世界に出ることを許される。偶然エイプリルという女の子が何者かに連れ去られるところを目撃したタートルズは、彼女と父親を助けようとするが、誘拐犯の正体は?

タートルズは、謎の誘拐犯、クランゲロイドたちが街じゅうの科学者を誘拐して1か所へ集めていて、今夜全員をよそに移動させる計画があることを知る。エイプリルと父親もその場所にとらわれているのだった。ドナテロが発明した道具の力もあり、クランゲロイドのアジトに侵入したタートルズ。アジトの中でエイプリルたちを発見するも、4人の連携がバラバラで、エイプリルたちはクランゲロイドに連れ去られてしまう。

地上でクランゲの動きを探っていたタートルズの4人は、クランゲの分身、クランゲロイドとの戦いの模様を偶然目撃した男性、ヴィックに動画撮影されてしまう。動画を取り返そうとしたラファエロだが、怒りにまかせた行動で奪還に失敗、ヴィックは携帯ごとクランゲロイドにさらわれてしまう。そのことを聞いた師匠、スプリンターは、「忍辱 (にんにく)」の精神を説明し、力づくではなく、頭を使って戦う大切さを教える。

シュレッダーは、宿敵スプリンターがニューヨークにいると知り、東京からやってきた。さまざまな手段でスプリンターとタートルズの隠れ家を探し出そうとする。一方、ミケランジェロは、人間と友だちになれることを証明しようと、ネットで有名な武術家、クリス・ブラッドフォードと友だちになろうとする。だが、クリスは、シュレッダーの手先だった。そうとも知らずに、クリスに会いに行く、ミケランジェロだったが・・・。

隠れ家の道場でスケボーで遊んでいたタートルズは、スプリンターに怒られ、1週間の外出禁止になる。ヒマをもてあましたドナテロは廃品で音楽プレーヤー、Tポッドを発明。さらにタートルズ4人は、夜の街へこっそり出かけると、自作のバトルアーマーを身に着けた、ストックマンという男に遭遇、やっつけてしまう。しかし、ミケランジェロが持っていたTポッドとストックマンのバトルアーマーとが結合し、どんどん進化してしまった！

他の3人に比べ、木の棒では武器として弱いと不満を持つドナテロは、クランゲロイドのボディを隠れ家に持ち帰り、その技術を使ってメタルヘッドを作る。一方、エイプリルはクランゲロイドのアジトを発見し、彼らがニューヨークの水道にミュータント化物質、ミュータジェンを混入しようとしていることを知り、タートルズに伝える。ドナテロは自分の代わりにメタルヘッドを出動させるが、大混乱を引き起こしてしまう。