Kullerteenuseid pakkuv Planet Express asub taas tegutsema, kui nende emafirmas B(F)ox Networkis toimub juhtkonna vahetus. Esimene tööots nudistide planeedile toob aga kohe kaasa katastroofi, kui kogu meeskond jagab tulnukatele oma e-maili aadressid välja. Sellele järgneb suur rämpspostilaine ja alateadvuse mõjutamine ning tulnukad petavad end Planet Expressi omanikeks. Peagi avastavad tulnukad Fry tagumikult tätoveeritud koodi, mille abil nad lasevad arvutiviirusega nakatatud Benderil kogu ajaloo hinnalisemad aarded endale kokku röövida.

Kuuekümnendate lõpus külmutab tollane kurikael Dr. Evil (Mike Myers) end, et tema igipõline vastane Austin Powers (ka Mike Myers) teda kinni ei püüaks. Seejärel laseb ka Austin Powers end külmutada, et Dr. Evili taasärkamisel endiselt nooruslik ja vormis olla. Üheksakümnendatel sulatatakse need kaks kuuekümnendate elumeest üles ning madin algab...

Dr. Evil (Mike Myers) kasutab enda leiutatud "Ajamasinat" ning rändab tagasi aastasse 1969. Just sel aastal külmutati nii ta ise kui ka Austin Powers (ka Myers). Ajas rändamise eesmärgiks on varastada Powersile elutähtis Mojo, ilma milleta pole salaagendi elu enam sama. Kui Powers on teelt kõrvaldatud, ei segaks enam miski maailma vallutamast.

Dr. Evil (Mike Myers) ja Mini-Mina (Verne Troyer) on põgenenud vanglast ning löönud kampa salapärase Kuldliikmega (ka Myers). Et peatada nende järjekordseid maailmavallutamisplaane, peab Austin Powers (samuti Myers) jälitama neid läbi aja ning lõpuks leiab enda vastased aastast 1975, kus püüab neid koos kunagise tüdruksõbra Foxxy Cleopatra'ga (Beyonce Knowles) peatada.