在上一集J（威爾·史密斯 Will Smith 飾）重新召回K（湯米·李·瓊斯 Tommy Lee Jones 飾）作為搭檔之後，時間又過去了許多年，但是曾經被K捕獲的外星人鮑裏斯（傑梅奈·克萊門特 Jemaine Clement 飾）對地球的覬覦卻一直沒有停歇。知道機會來臨，鮑裏斯 成功從月球監獄越獄。為了向斬去自己一只手臂的K復仇，他取得了時空機，回到了1969年，幹掉了當時還沒有太多經驗的K（喬什·布洛林 Josh Brolin 飾），因而使得K沒能成功設置空間A網以保護地球。第二天一早，J就發現老搭檔K人間蒸發了；在諸多麻煩誤解之後，J終於了解到了K已經死了四十多年。但無論未來如何發展，K都和地球的命運有著千絲萬縷的聯系。而且這段時間裏，鮑裏斯成為了地球最大的威脅，甚至引發了外星人攻擊地球。沒有A網的保護，地球行將毀滅。而為了阻止鮑裏斯的計劃，J只有穿越回1969年，去拯救年輕版的K。
