FBI ajanı Malcolm Turner ve üvey oğlu Trent, bir cinayet davasını çözmek için beklenmedik bir yola başvurur. İkili, soruşturmayı sürdürebilmek adına sadece kız öğrencilerin kabul edildiği prestijli bir sanat okuluna kaydolur.

Bu gizli operasyon için Malcolm, iri yarı ve sevimli bir dadı olan "Big Momma" kılığına girerken, Trent de onun gösterişli yeğeni Charmaine olur. Okulun kapalı dünyasına giren ikili, hem cinayetin sır perdesini aralamaya çalışır hem de kendilerini bir dizi tuhaf ve komik durumun içinde bulur.

Öğrenci yurdundaki yaşam, dersler ve okulun tuhaf karakterleri, onların kimliklerini koruma çabalarını sürekli olarak zorlar. Her an deşifre olma tehlikesiyle burun buruna gelen baba-oğul, aynı zamanda gerçek suçluyu ortaya çıkarmak için ipuçları toplamaya devam eder.

Olaylar ilerledikçe, cinayetle ilgili izler beklenmedik şekillerde belirmeye başlar. Malcolm ve Trent, kılık değiştirmenin getirdiği tüm zorluklara rağmen, katili bulmak için ellerindeki her imkanı kullanır.

Bu süreçte, aralarındaki bağ da sıra dışı koşulların testinden geçer.