Trước tình hình mạng sống của mật vụ K (Tommy Lee Jones) và vận mệnh của Trái Đất bị đe dọa, mật vụ J (Will Smith) phải quay về quá khứ để tìm cách ngăn không cho điều này xảy ra. J đã khám phá ra những bí mật động trời mà K chưa bao giờ kể với anh, những bí mật sẽ dần được vén màn khi J song hành cùng Mật vụ K khi còn trẻ (Josh Brolin) trong cuộc phiêu lưu giải cứu cộng sự, Tổ chức Áo Đen, và tương lai của cả nhân loại.