Ci sono problemi a Bikini Bottom. Qualcuno ha rubato la corona di Re Nettuno e sembra che il colpevole sia Mr. Krab, il capo di SpongeBob. Anche se è stato appena scartato per la promozione dei suoi sogni, SpongeBob è al fianco del suo capo e, insieme al suo migliore amico Patrick, parte per un'insidiosa missione a Shell City per recuperare la corona e salvare la vita del signor Krab.
Hillenburg accettò un'offerta per un adattamento cinematografico di SpongeBob SquarePants da parte di Paramount Pictures nel 2002, dopo averla rifiutata più volte l'anno precedente. Ha riunito un team di sceneggiatori dello show, tra cui lui stesso, Derek Drymon, Tim Hill, Kent Osborne, Aaron Springer e Paul Tibbitt, e ha strutturato il film come un mitico viaggio dell'eroe che avrebbe portato SpongeBob e Patrick in superficie. Inizialmente il film doveva essere il finale della serie, ma Nickelodeon ordinò altri episodi della serie perché era diventata sempre più redditizia, così Hillenburg si dimise da showrunner e Tibbitt prese il suo posto.
The SpongeBob SquarePants Movie è stato presentato in anteprima a Los Angeles il 14 novembre 2004 ed è uscito negli Stati Uniti il 19 novembre. Ha incassato 141 milioni di dollari in tutto il mondo, diventando il sesto film d'animazione di maggior incasso del 2004. Sono stati realizzati due sequel indipendenti: The SpongeBob Movie: Sponge Out of Water (2015) e The SpongeBob Movie: Sponge on the Run (2020), mentre un quarto film è attualmente in fase di sviluppo.
A Bikini Bottom, SpongeBob si prepara per la cerimonia di apertura del Krusty Krab 2 (situato accanto al Krusty Krab originale), credendo che il suo capo Mr. Krabs lo promuoverà a manager. Alla cerimonia, il titolo viene invece assegnato al suo collega Squidward Tentacoli. Krabs dice che Squidward è più maturo e che SpongeBob è "solo un ragazzino" incapace di gestire il compito, facendo arrabbiare SpongeBob.
Nel frattempo, Plankton si lamenta dei suoi inutili tentativi di rubare la formula segreta dei Krabby Patty e di conquistare il mondo, fino a quando la moglie Karen, appassionata di computer, gli ricorda il "Piano Z". Di notte, Plankton mette in atto il piano rubando la corona di Re Nettuno e inviandola a Shell City, lasciando dietro di sé prove false per incastrare Krabs per il crimine. Quella stessa sera, SpongeBob si reca al suo ristorante preferito, Goofy Goober's, dove affoga i suoi dispiaceri nel gelato con il suo migliore amico Patrick Star e si sveglia la mattina dopo con i postumi della sbornia. Re Nettuno si reca al Krusty Krab 2 per affrontare Krabs riguardo alla sua corona rubata. Arriva anche SpongeBob, che ha ancora i postumi della sbornia, e parla male di Krabs, ma poi promette a Nettuno che recupererà la corona da Shell City. Nettuno congela Krabs e ordina a SpongeBob di tornare con la corona entro sei giorni per risparmiare la vita di Krabs. Mindy, la figlia di Nettuno, avverte SpongeBob e Patrick dei pericoli di Shell City, tra cui il "Ciclope", un mostro che rapisce creature marine innocenti. SpongeBob e Patrick partono alla volta di Shell City con il Patty Wagon, un'auto a forma di Krabby Patty conservata sotto il ristorante.
A Bikini Bottom, Plankton ruba la formula dei Krabby Patty e la usa per vendere i Krabby Patties. Quando Karen lo informa che SpongeBob e Patrick stanno cercando di reclamare la corona di Nettuno, Plankton rivela di aver assunto un sicario di nome Dennis per eliminare il duo. Squidward scopre la verità sul furto della corona di Nettuno da parte di Plankton e lo affronta. Prima che Squidward possa andarsene e avvisare Nettuno, Plankton attiva i suoi caschi di secchi che controllano la mente per schiavizzare gli abitanti di Bikini Bottom, schiavizzando anche Squidward. Nel frattempo, SpongeBob e Patrick si imbattono in una trincea pericolosa e perdono il Patty Wagon. Sul punto di arrendersi, Mindy appare e li incoraggia usando la sua "magia da sirena" per donare loro dei baffi d'alga, illudendoli di essere diventati uomini. I due riescono quindi a superare la trincea.
SpongeBob e Patrick incontrano Dennis, che rivela che i baffi sono finti. Cerca di schiacciarli con il suo stivale gigante, ma viene calpestato bruscamente da uno stivale più grande, che appartiene al Ciclope (un subacqueo). Il Ciclope cattura SpongeBob e Patrick e li porta nel suo negozio sulla spiaggia, dove vengono vendute creature marine essiccate come souvenir, che in realtà è proprio "Shell City". SpongeBob e Patrick trovano la corona, ma si seccano e muoiono a causa dell'intensità della lampada termica del Ciclope. Tuttavia, le lacrime che versano mandano in cortocircuito la lampada, attivando il sistema di irrigazione di emergenza e rianimando tutte le creature marine essiccate. Mentre le creature marine vendicative attaccano il Ciclope, SpongeBob e Patrick prendono la corona e si dirigono verso la spiaggia. Dopo aver accidentalmente perso la strada di casa, David Hasselhoff appare e offre loro un passaggio. Durante il tragitto, Dennis li raggiunge, ma viene sbalzato da Hasselhoff in mare quando passa sotto un catamarano.
Al Krusty Krab 2, Nettuno arriva per giustiziare Krabs, ma SpongeBob e Patrick tornano con la corona appena in tempo. Plankton lancia un secchio per il controllo mentale su Nettuno e circonda SpongeBob, Patrick e Mindy con il suo esercito di schiavi. SpongeBob, consapevole di aver fatto tanto nonostante sia un bambino, usa il potere del rock and roll per suonare "Goofy Goober Rock", liberando Nettuno e i cittadini di Bikini Bottom dagli elmetti con la sua chitarra magica. Plankton viene arrestato dalla polizia e Re Nettuno ricompensa SpongeBob per il suo coraggio liberando Krabs. Un Krabs esultante dà a Spongebob il posto di direttore del Krusty Krab 2.