Pietro Zinni, nella sala colloqui del carcere, tiene in braccio il figlio mentre comunica alla compagna, Giulia, preoccupata per il momento in cui il marito potrà uscire perdendo così il suo stipendio da insegnante in carcere, di avere un piano per riuscire ad ottenere ancora del tempo per la reclusione: scatenare una rissa nella mensa dell'istituto dove risulterà colpevole. Salutata la moglie e il figlioletto, Pietro si dirige da un suo compagno di carcere di cui non vediamo il volto, ma che capiamo essere un tipo dal fare losco e poco raccomandabile. Tenuto sotto minaccia dal suo rasoio, Pietro dice di dovergli chiedere un grosso favore.
Con un salto temporale si torna ad un anno e mezzo prima, al momento in cui Alberto Petrelli della banda dei ricercatori fece l'incidente con la sua automobile. Ci viene rivelato il vero motivo di ciò: mentre era al volante sotto l'effetto degli stupefacenti e litigava al telefono con la escort russa Paprika, volse lo sguardo fuori dal finestrino per captare così d'improvviso un evento al quanto sospetto: un furgone che trasportava un cromatografo. Si distrasse così dalla traiettoria e fece l'incidente.
Poco dopo essere stato portato in commissariato, Alberto viene avvicinato dall'ispettrice Paola Coletti, intenzionata a proporre un affare a lui e alla sua banda. Poco dopo avvengono i fatti che riguardano la banda dei ricercatori e "Il Murena", con la condanna del boss a reclusione a seguito dell'incastro ordito da loro. Nulla va però come dovrebbe effettivamente andare, dato che il farmacista colpito dalla banda nel primo film ricorda perfettamente quanto successo essendo fallito il disperato tentativo di Pietro di cancellargli la memoria con una sostanza psicotropa realizzata chimicamente.
Quanto raccontato viene però ritenuto assurdo dagli stessi giudici, che decidono di affidare, come richiesto da lui stesso, l'intera responsabilità del tutto a Pietro, che si dirige quindi in carcere. Qui riceve la visita della Coletti, che gli propone l'accordo di lavorare in incognito con la polizia bloccando gli spacci delle smart drugs, che dovranno recuperare nei vari centri di spaccio per poi analizzarle ed etichettarle così da poterle renderle, in seguito, illegali rimettendo insieme la banda. Mattia e Giorgio, i due latinisti, sono finiti a fare gli agenti immobiliari; Andrea, l'antropologo, si occupa di aiutare il carrozziere che non lo assunse in quanto laureato a trovare i nuovi laureati che lo vogliono imbrogliare; Arturo, l'archeologo, si occupa della costruzione di una nuova galleria per la metropolitana; Bartolomeo, l'economista, vive la sua vita succube della sua nuova famiglia zingara; ed infine Alberto è in disintossicazione e riabilitazione comportamentale. Se riusciranno a completare l'operazione avranno tutti la fedina penale pulita.
Pietro accetta alla condizione di aggiungere tre nuovi membri alla banda (tre personalità di laureati che hanno avuto problemi con la legge e che potrebbero tornare utili nella rischiosa e complessa operazione): il dottor Giulio Bolle, medico anatomista, che ora vive in Thailandia dove partecipa a vari combattimenti a scommesse (avendo una certa conoscenza dei giusti nervi da colpire per mandare i nemici al tappeto), il professor Lucio Napoli, amministratore delegato e promoter che si trova in Lagos a vendere armi eco sostenibili a dei guerriglieri, e l'avvocato di diritto canonico Vittorio, che si occupa di effettuare le difese di persone giudicate in Vaticano.
Formata nuovamente la banda, Pietro stabilisce che tutti loro si debbano dividere i compiti per far si che l'operazione venga resa efficace e funzionante. Bartolomeo si occupa subito di effettuare i dovuti calcoli per capire quanto tempo impiegheranno in questa operazione, prima di dirigersi con il "braccio armato" di Giulio ad indagare sulle zone di spaccio attraverso passaparola e ricerche approfondite, così da recuperare le sostanze da far analizzare. Il luogo dove verranno condotte le analisi sarà una galleria della metropolitana concessa da Arturo (che riuscì a farla chiudere dopo la scoperta di una serie di reperti della Roma antica ritrovati in quei bassifondi), e della catalogazione delle sostanze si occuperà il ricercatore chimico più esperto: Alberto, che ha tassativamente promesso a Pietro di non cedere questa volta all'uso degli stupefacenti.
Dopo aver affrontato i produttori della prima smart drugs il gruppo si rende conto di necessitare di altri mezzi: per fronteggiare le future situazioni di recupero delle sostanze nei centri di spaccio, la banda avrà bisogno di armi di un certo tipo e di attrezzature. Queste vengono fornite da Lucio, ma si tratta di prototipi di vario genere tra cui: un fucile sonico anti-grandine, dei teaser a carica solare, delle gomme di nuova generazione e dei nuovi iper propulsori per il furgone di Arturo.
L'operazione in incognito sembra procedere bene, e tutte le sostanze si riescono a catalogare alla perfezione. Pietro deve fingere di essere ancora in carcere, cosa che non gli riesce con Giulia che, durante i mesi di gestazione del bambino, darà vita ad una serie di scene comiche e grottesche insieme al compagno ricercandolo e recandosi ai colloqui.
Tra tutte le sostanze che vengono scoperte, ce ne è una in particolare che Alberto non riesce a definire: la sostanza che viene chiamata dagli spacciatori come Sopox. Avendo provato tutte le teorie, i test chimici e le ricerche, ad Alberto non resta che trasgredire la promessa fatta a Pietro e provare lui stesso la sostanza per capirne la tipologia. Entrato in un loop psichedelico che fa rimembrare ad Alberto alcuni dei periodi passati che lo hanno condotto dall'essere un laureato messo a fare il cameriere a diventare un membro della banda dei ricercatori. Il tutto fino al momento del suo avvistamento del cromatografo durante la sera dell'incidente. Rinvenuto dal loop, Alberto è ora convinto che nella realizzazione del Sopox ci sia coinvolto proprio quel cromatografo, ma l'uomo non viene ascoltato da Pietro che è deciso a buttarlo fuori dalla banda avendogli disubbidito.
Dopo un ultima e scapestrata operazione di recupero di una sostanza, la missione della banda arriva al suo termine. La Coletti è pronta a firmare il documento preparato dall'avvocato Vittorio che attesta la collaborazione avvenuta con la polizia da parte della banda. A questo punto però, il commissario Galatro, superiore della Coletti ed unico altro funzionario pubblico a sapere della missione segreta, ricorda alla Coletti che nonostante la banda sia riuscita in questa grande impresa di catalogazione non è riuscita a scoprire la provenienza e la tipologia del Sopox. Vinta nell'orgoglio e spinta da un senso di puro svolgimento del suo lavoro di poliziotta, la Coletti strappa il documento datole dall'avvocato e si reca nuovamente dalla banda. Gli dice che potranno ottenere la fedina penale pulita nel momento in cui scopriranno la provenienza del Sopox.
A questo punto Alberto si fa avanti, oltre gli impedimenti di Pietro, e comunica anche alla Coletti del suo avvistamento del cromatografo. L'ispettrice controlla negli archivi della polizia, e vede che la sera dell'arresto di Alberto dopo l'incidente avvenne anche il furto di una serie di materiali destinati alla sapienza di Roma di cui non ci fu la catalogazione. Pietro riesce a teorizzare che il Sopox sia fabbricato con una serie di pillole anticoncezionali, che contengono una sostanza chimica illegale in qualsiasi prodotto tranne che in esse.
Accordandosi con la Coletti, la banda decide così di svolgere un'operazione molto complicata per rintracciare la banda che si occupa di sottrarre le pillole per poter effettuare le lavorazioni: raggiungere il porto di Roma dove giungono i container pieni di pillole, per mettere dentro ad uno di questi un dispositivo gps che potrà così poi dare un segnale alla polizia per poterlo in seguito rintracciare.
Arturo, dopo la rottura del furgone, procura ai compagni un furgone e delle motociclette del Terzo Reich provviste di sidecar con cui raggiungere le stazioni di prima mattina. La situazione subisce però un ribaltamento totale quando Andrea, intrufolatosi con le sue capacità di immedesimazione antropologica tra gli scaricatori portuali, scopre che per un nuovo ordine i treni partono con un'ora di anticipo. A causa di questo equivoco Mattia, che avrebbe dovuto attendere nel container per poi piazzare il gps lanciatogli da Giorgio, rimane chiuso nel container che viene caricato sul treno senza il gps.
A questo punto Pietro (che dovrebbe intanto presenziare al parto di Giulia), Arturo, Alberto e Bartolomeo affiancano il treno. Bartolomeo tenta di saltare sopra alla locomotiva, ma finisce per caderne dal lato opposto. Tocca quindi a Pietro prendere in mano la situazione e, raggiunto dall'antropologo e dall'altro latinista che gli portano il gps, lega il piccolo macchinario ad un magnete della propria motocicletta così da provare ad agganciarlo al furgone della banda del Sopox, che hanno attaccato il treno e stanno scaricando i pacchi di pillole.
Pietro, sulla cima del container, si trova così ad affrontare il capo della banda avversaria, lo spavaldo Walter Mercurio (che riconosce il protagonista come Pietro Zinni). A questo punto Mattia, che riesce ad uscire dal lato del container, recupera il magnete con il gps da Pietro, che ha perso la lotta contro Mercurio che è risalito a bordo della vettura, e si prepara a lanciarlo contro il furgone. Inavvertitamente il magnete finisce però per cadergli di mano, ma viene recuperato da Bartolomeo che era riuscito ad aggrapparsi poco li dietro e che riesce finalmente ad attaccare il magnete.
Dopo questa disperata operazione, i ricercatori rintracciano il laboratorio della banda avversaria, dove scoprono che hanno scoperto il gps prima di disattivarlo. Riescono però a trovare il cromatografo, da cui nei residui delle sostanze (benché non abbiano ancora capito a cosa serva il cromatografo nella lavorazione del Sopox) Alberto riesce a catalogare finalmente la formula che viene scritta su un foglio e messa in tasca da Pietro che poi, come un fulmine, sfreccia con una delle moto del Terzo Reich e giunge all'ospedale dove ritrova l'amata Giulia, che ha già partorito.
Mentre si accinge però a vedere suo figlio, Pietro viene fermato da due funzionari di polizia che lo scortano in carcere. Difatti, la Coletti, dietro pressioni del commissario Galatro e di una giovane giornalista free-lance che aveva teorizzato la sua operazione, ha deciso di chiudere l'operazione mandando nel caos tutti i ricercatori e negando qualsiasi suo coinvolgimento con le loro attività.
Mentre tutti i componenti della banda vengono arrestati, Pietro consegna i suoi oggetti personali prima di tornare in carcere. Qui anche il foglio con il nome di Sopox e la formula vengono consegnati. A questo punto Pietro si trova a dover firmare l'accettazione, ma ha d'improvviso un lampo di genio suggeritogli da una frase di uno dei due agenti che ribadisce, contrariamente a Pietro, che su quel foglio non ci sia scritto un nome ed una formula bensì due formule. A questo punto, Pietro, scopre che effettivamente il nome Sopox è in realtà la formula della vera sostanza che la banda di Mercurio stava producendo: il S(O)=P- O[X], un potente gas nervino.
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