Di Lembah Damai, sebuah negeri di Tiongkok kuno yang dihuni oleh binatang-binatang antropomorfik, Po Ping panda raksasa itu adalah seorang fanatik kung fu yang mengidolakan Furious Five-Tigress, Monkey, Mantis, Viper, dan Crane - sebuah perkumpulan kung fu yang dilatih oleh para master kungfu oleh Master Shifu, panda merah. Namun, Po tidak dapat mengejar mimpinya belajar kungfu karena ia membantu ayah angkatnya, Tuan Ping angsa, di restoran mie nya.
Grand Master Oogway, kura-kura Galapagos tua dan mentor Shifu, memiliki firasat bahwa macan tutul salju jahat, Tai Lung, akan melarikan diri dari penjara dan kembali ke lembah untuk membalas dendam karena ditolak untuk Dragon Scroll, yang dikatakan menyimpan rahasia kekuatan tak terbatas. Karena panik, Shifu mengirim utusannya, Zeng angsa, dengan permintaan agar penjara memperketat keamanannya. Dia kemudian mengadakan turnamen untuk Furious Five sehingga Oogway dapat mengidentifikasi Dragon Warrior, hanya satu master kungfu yang layak menerima Dragon Scroll. Po datang terlambat untuk memasuki arena; putus asa untuk melihat Dragon Warrior, Po mengikat dirinya ke satu set kembang api dan meluncurkan dirinya ke tengah arena di depan Oogway saat dia menunjuk ke arah Dragon Warrior. Yang mengherankan semua orang yang hadir, Oogway menyatakan Po sebagai prajurit pilihan.
Tidak mau menerima keputusan Oogway, Shifu mencoba untuk membuang Po dengan rezim pelatihan yang keras. The Furious Five berate Po sebagai penggila tanpa potensi dalam seni bela diri. Po mempertimbangkan untuk mengundurkan diri, tetapi setelah menerima dorongan dari Oogway, ia bertahan dalam pelatihannya dan secara bertahap berteman dengan Furious five dengan ketangguhannya, keterampilan kulinernya, dan humor yang baik.
Sementara itu, Tai Lung melarikan diri dari penjara, ironisnya mengambil kuncinya dengan bulu Zeng yang jatuh. Shifu belajar tentang pelarian Tai Lung dari Zeng dan menginformasikan Oogway, yang mengekstrak janji dari Shifu untuk percaya pada Po, dan kemudian meneruskan ke surga dalam aliran bunga persik. Masih tidak dapat memahami dasar-dasar kung fu, Po dengan putus asa mengakui bahwa ia tidak memiliki peluang untuk mengalahkan Tai Lung. Mendengar ini, Furious five pergi untuk menghentikan Tai Lung sendiri. Namun, Shifu menemukan bahwa Po mampu melakukan prestasi fisik yang mengesankan ketika termotivasi oleh makanan. Menggunakan makanan sebagai penguat positif, Shifu berhasil melatih Po dengan menggabungkan prestasi ini ke dalam gaya kung fu yang inovatif.
Sementara itu, Five bertarung dengan Tai Lung, tetapi dikalahkan oleh serangan sarafnya. Dia meminta Crane untuk mengangkut sisanya, masih lumpuh karena serangan sarafnya, kembali ke Shifu sebagai peringatan. Setelah menghidupkan kembali mereka, Shifu memutuskan bahwa Po siap untuk menerima Gulir Naga, tetapi gulungan itu tidak mengungkapkan apa pun kecuali permukaan yang kosong dan reflektif. Percaya gulungan itu tidak berguna, Shifu memerintahkan Po dan Lima untuk mengevakuasi lembah sementara dia menghadapi Tai Lung. Seorang Po yang putus asa menemukan Tuan Ping. Dalam upaya untuk menghibur putranya, Tuan Ping mengungkapkan bahwa bahan rahasia untuk "sup mie bahan rahasia khusus yang terkenal" adalah "tidak ada apa-apa", menjelaskan bahwa segala sesuatunya istimewa ketika diyakini. Po menyadari bahwa ini adalah pesan Dragon Scroll dan kembali untuk menghadapi Tai Lung.
Po tiba untuk menemukan Shifu terluka parah dan dikalahkan. Dia kemudian menjadi tantangan berat bagi Tai Lung, membuatnya frustrasi dengan teknik pertarungan membingungkan di atas lemak tubuhnya yang berlebihan yang membuatnya kebal terhadap serangan saraf Tai Lung. Tai Lung sejenak memukul Po dan mengambil gulungan itu, tetapi ia tidak dapat memahaminya dan terus menyerang Po. Akhirnya, Po mengalahkan Tai Lung dalam pertempuran dengan menggunakan Pegangan Jari Wuxi yang misterius untuk menaklukkannya. Po dipuji oleh Lembah Damai dan mendapatkan penghormatan dari Furious Five, yang sepenuhnya mengakui dia sebagai master kung fu sejati.