月球最高监狱，穷凶极恶的伯格罗多星人鲍里斯（杰梅奈·克莱门特 Jemaine Clement 饰）越狱逃亡。他在1969年犯下邪恶罪行，最终被年轻的K（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰） 砍掉一只手臂，送入监狱。此次他逃脱的目的，就是穿越时空杀死K。与此同时，J （威尔·史密斯 Will Smith 饰）和K（汤米·李·琼斯 Tommy Lee Jones 饰）一如既往处理各种外星人引起的混乱，因对鲍里斯的案件三缄其口，两个好搭档心生隔阂。 崭新的一天，J发现K消失不见，周围更几乎没人知道K这个人。此时的K已在40年前被鲍里斯杀死，他所建立的A网也不复存在。在这危急时刻，伯格罗多星人大举入侵地球。为了保护家园，J必须穿越时空再次改变历史……

一个拥有权力的外侨克科尔(JAVKOR)将成为纽约最大的非法外侨交易商。MiB正在接近他，但是Javkor有一个秘密武器，一个名叫维罗尼亚的性感外星人。她引诱了帕格狗弗兰克，这样他就能把贾维尼的一伙人带进米布安全的金库，那里保存着银河系中最强大的武器。弗兰克为维罗尼亚而努力，因为她把他当作弓弦。与此同时，MiB似乎是骗局背后的一步，不知道弗兰克正在出卖他们……还是他们?弗兰克最终把坏人偷偷溜进了MiB的地下室，但是凯和杰在里面等着，他早就想出了Javkor的计划。Javkor、Veronica和其他的外星人团伙被抓获，他们的计划被破坏了。面对维罗尼卡的真相，弗兰克伤心欲绝，但凯和杰却安慰他，他带他出去吃牛排，让他高兴起来。

影片主要讲述了反派角色Yaz想要回到过去杀死Kay探员，随之发生了一系列难以想象的事件。威尔·史密斯扮演的Jay探员也回到了1969年，与年轻时代的Kay执行任务，共同阻止Yaz毁灭这个世界。

地球并不只是人类的天下，其实有1500名外星人生活中我们当中，而星际移民局则处理和外星人相关的事情。 纽约普通警察爱德华兹（威尔·史密斯 饰）因缘际会之下加入了这一组织，成为MIB的一员，代号J，从此没有名字、没有身份，成为特警K（汤姆·李·琼斯 饰）的搭档。 J应对的 第一起事件就是虫族的入侵。亚基伦王子罗斯伯在地球被虫族杀害，而他随身携带的“银河系”——宇宙次原子能源的最好来源也失踪了，若虫族找到，将给亚基伦人带来毁灭性的打击；亚基伦人发出最后通牒，如果地球人不能在一个小时之内交出“银河系”，他们就摧毁地球。 为了地球的安全，K和J不得不挺身而出。

故事发生在第一部的四年之后，此时特警K（汤姆•李•琼斯 饰）已经退休，成为一名普通的邮局局长，而J（威尔•史密斯 饰）则继续从事MIB的工作。 卡洛瑟星邪恶女王蛇莲娜来到地球需找宇宙能量“萨塔之星”，占领了MIB的总部。而当年逃亡到地球的萨塔公主萝娜曾请求MIB把 “萨塔之星”藏在地球，全面负责这件事情的K为了地球的安全，拒绝了她。 面对来势汹汹的蛇莲娜，MIB派J去寻找k，调查当年事件的真相，怎样说服失去记忆的K相信外星人的存在，成了J面临的第一个难题……