Mientras Reino Unido está en la Segunda Guerra Mundial, Nanny McPhee (Emma Thompson) llama a la puerta de una joven ama de casa y madre llamada Isabel Green (Maggie Gyllenhaal), la cual intenta sacar a su familia y su hogar adelante mientras su marido (Ewan McGregor) se encuentra luchando en el frente.
Cuando la extraña niñera se da cuenta de la situación decide dar una valiosa lección a los intrépidos niños, usando su mágico bastón, una moto voladora, e incluso unos cerditos nadadores.
En esta película, se ve que Nanny McPhee posee a un grajo macho como mascota, llamado Señor Edelweiss.
Después de que los niños aprenden esta última lección, Nanny McPhee ya es una mujer normal y su tarea finaliza.
Nanny McPhee and the Big Bang se rodó en mayo de 2009 en diversas localizaciones del Reino Unido.