Andre del av trilogien begynner når Doc, Marty og Jennifer tar tidsmaskinen til år 2015 for å ordne opp i McFly-familiens fremtid. Men Biff Tannen stjeler maskinen og gir sitt yngre jeg en bok som inneholder 50 år av sportsstatistikker - noe den unge Biff bruker til sin, men ingen andres, fordel. For å forandre på historien må Marty og Doc reise tilbake til 1955 og hente boka.
Astronaut Taylor krasjlander på en fjern planet. Til hans store overraskelse er planeten befolket av intelligente og velartikulerte aper, og en særdeles primitiv og lite talefør gruppe mennesker. Han blir tatt til fange av apene og livet hans ligger i hendene på forskeren Dr. Cornelius. Zaius oppdager at den fangede Taylor har evnen til å snakke, reagerer han med gru, og insisterer på at astronauten må dø. Men de sympatiske apeforskerne Cornelius og dr. Zira risikerer livene sine for å beskytte Taylor og avsløre den hemmeligheten bak planetens historie som dr. Zaius og undersåttene hans skjuler.
En 1960-talls hipster-hemmelig agent er brakt ut av nedfrysning for å bekjempe sin største fiende på 1990-tallet, hvor hans sosiale holdninger er tydelig malplassert.
Dr. Evil har vendt tilbake fra en dypfryst tilværelse i verdensrommet og pønsker ut en ny og djevelsk plan for å utslette jorden. Han benytter seg av en nyutviklet tidsmaskin og drar tilbake til 1969 for å stjele draget til sin erkerival Austin Powers. Supersexy Austin, som trekker sin 9mm pistol med mindre hastighet enn sin egen skygge, lar seg ikke stoppe og reiser tilbake til 1969 i en snerten tidsmaskin av tysk merke, forberedt på det meste. Men ikke på å treffe sin like... mann? I CIA's operative agent Felicity Shagwell, en snarsen berte, ram spion og en fantastisk motivasjon når det gjelder å få pusset opp Austins libido.
Verdens mest shagadelske spion fortsetter sin kamp mot Dr. Evil. Denne gangen slår den djevelske legen og hans klone, Mini-Me, seg sammen med en ny fiende - '70s kingpin, Goldmember. Mens han forfølger laget av skurker for å stoppe dem fra verdensdominans, får Austin hjelp fra sin far og en gammel kjæreste.
År : 2029. Sted : Verdensrommet. Situasjon : Om bord på romstasjon Oberon trener astronauter sjimpanser til å bli piloter til rekognoseringsoppdrag. Etter observasjon av en merkelig hendelse, sendes sjimpansen Pericles ut i rommet. Underveis mister Oberon kontakt mer Pericles og han forsvinner sporløst fra radaren. Astronauten Leo Davidson (Mark Wahlberg) drar ut for å lete etter sjimpansen. Etter få sekunder svikter også hans skip, han besvimer og våkner først når skipet hans krasjlander på en fremmed planet. Her blir han overrumplet av en flokk livredde, primitive mennesker. Før han kan finne ut hvem de er, blir de fanget av en horde barbariske, snakkende aper som hersker på denne merkelige planeten. For å redde seg selv og sine medfanger må Leo ta i bruk all den militære trening og teknologiske viten han besitter.