月球上的最高戒备监狱里，穷凶极恶的伯格罗多星人鲍里斯（杰梅奈·克莱门特 Jemaine Clement 饰）成功越狱。1969年，他曾犯下滔天罪行，被年轻的K（乔什·布洛林 Josh Brolin 饰）砍去一条手臂并送进监狱。如今重获自由的鲍里斯，唯一的目的就是穿越时空，回到过去杀死K。
另一边，J（威尔·史密斯 Will Smith 饰）与K（汤米·李·琼斯 Tommy Lee Jones 饰）仍在处理各种由外星人引发的麻烦。然而，两人始终对鲍里斯的案件缄口不言，长期的隐瞒让这对搭档之间逐渐产生隔阂。某天，J突然发现K凭空消失，身边几乎没有人记得K曾经存在。原来，40年前的K已经被鲍里斯杀死，他一手建立的A网也随之不复存在。就在地球即将遭遇伯格罗多星人大规模入侵之际，J不得不穿越时空，设法改写历史，拯救家园。
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