Depois de Gwen e Kevin foram embora, Ben está animado para se tornar um herói solo, mas o Vô Max tem outros planos. Ele escala um novo encanador, Rook, para ser o novo parceiro de Ben e ajudá-lo a explorar uma cidade subterrânea, a misteriosa Cidade de Baixo. Com um novo Omnitrix e 10 novos alienígenas, Ben terá que enfrentar novamente vilões do passado e também encarar uma nova ameaça: Khyber. Khyber é um caçador do espaço e está de olho em sua próxima caça: Ben. Ele porta o Nemetrix, um dispositivo criado pelo Dr. Psychobos por razões desconhecidas (talvez para tentar ser melhor que Azmuth, seu maior inimigo). Khyber tem um mascote que, com o Nemetrix, pode se transformar em 10 predadores que são capazes de derrotar os alienígenas de Ben, e será um desafio muito grande enfrentá-los. Além disso, o novo show trás de volta as aventuras do Ben de 11 anos, ainda com seus atos heroicos e com a ajuda de seu avô Max e sua prima Gwen. O jovem Ben descobre um novo alienígena, Feedback, que o irá ajudá-lo a enfrentar um novo vilão: Malware. Malware é um Mechamorpho Galvânico que sabe tudo sobre o Omnitrix e tem como objetivo destruir Azmuth. Ele é muito poderoso, e promete trazer muitos problemas para o herói.

Ariel e seu príncipe encantado Eric, vivem felizes, após a sereia filha do Rei dos Mares, ter abdicado de sua condição para tornar-se mulher. Eles já têm até uma bela menina chamada Melody. Mas, a terrível Morgana arquiteta um plano diabólico para vingar-se de Ariel e Eric, obrigando-os a retornar aos mares para derrotá-la, contando com a ajuda do caranguejo Sebastião e do peixe Linguado, amigos do primeiro filme.

Ariel é a filha caçula do Rei Tritão, comandante dos sete mares, que está insatisfeita com sua vida. Ela deseja caminhar entre os humanos para conhecê-los melhor, mas sempre é proibida por seu pai, que considera os humanos como sendo "bárbaros comedores de peixe". Até que ela se apaixona por um jovem príncipe e, no intuito de conhecê-lo, resolve firmar um pacto com Úrsula, a bruxa do reino, que faz com que ela ganhe pernas e se torne uma verdadeira humana. Porém, Úrsula também tem seus planos e eles incluem a conquista do reino de Tritão.