마티 맥플라이(마이클 J. 폭스)는 평범한 고등학생이다. 그런데 평소 친하게 지내던 괴상한 발명가 에메트 브라운 박사(크리스토퍼 로이드)가 스포츠카 드로리안을 개조해 타임머신을 만들고, 뜻밖의 사고로 브라운 박사가 테러범들에게 총을 맞고 위험해진 상황에서 마티는 30년 전으로 가게 된다. 극장 간판에는 2류 배우인 로널드 레이건이 보이고 청년인 아버지와 어머니를 보게 된다. 젊은 아버진 멍청하고, 어머니는 미래의 아들인 마티를 좋아해 야단이다. 마티가 미래로 가는 것을 도와 줄 사람은 30년 전인 젊은 브라운 박사뿐인데...

원숭이 아부와 함께 살아가는 아그라바의 좀도둑 알라딘은 어느 날 궁궐을 탈출한 술탄의 딸 자스민에게 한눈에 반한다. 술탄의 자리를 노리는 사악한 마법사 자파는 알라딘을 눈여겨보고 그에게 마법의 램프를 가져다주면 부자로 만들어 주겠다고 말한다. 동굴에 들어가서 램프를 찾던 알라딘은 도중에 동굴이 무너지는 바람에 갇히게 된다. 위기에 빠진 알라딘은 램프의 요정 지니와 마법 양탄자의 도움으로 동굴에서 탈출한다. 지니의 주인이 된 알라딘은 지니를 램프에서 구해주겠다고 약속하고, 지니의 힘을 빌어 왕자로 변신해 자스민에게 청혼하기 위해 아그라바로 돌아오는데...

만화마을과 영화마을이 공존하는 헐리우드에 살인 사건이 일어난다. 만화마을의 유지이자 대부인 마빈이 살해된 것. 둠 판사와 족제비 일당은 로저 래빗을 살인 용의자로 지목하고, 마룬 영화사 사장은 사립탐정 에디에게 마빈의 유언장을 찾아 달라고 한다. 형이 만화 인물에게 살해된 후 만화 인물과 관련된 사건을 맡지 않겠다고 결심한 에디였지만, 애인 플로렌스와 함께 살인사건에 휩쓸리고 만다. 한편 둠 판사와 족제비 일당에게 쫓기는 로저 래빗은 에디에게 도움을 청하지만, 만화계 최고의 스타인 아내 제시카의 스캔들에 실망하고 에디는 제시카와 둠 판사를 의심한다.

오스틴 파워는 호시탐탐 지구의 평화를 위협하는 인류의 적 닥터 이블을 물리치기 위해 종횡무진 활약하는 영국의 비밀요원. 1967년, 악당 이블 박사는 자신의 숙적인 잘나가는 영국 첩보원 오스틴 파워를 암살하려는 계획이 실패하자, 자신의 계획을 미래에서 성취할 요량으로 냉동실에 들어간다. 그리고 그의 음모를 막기 위해 오스틴 파워 또한 냉동실로 들어가고.... 30년 뒤, 이블 박사는 해빙되어 지구의 마그마를 터뜨릴 폭탄을 훔친 뒤, UN을 상대로 백 억 달러를 요구하고, 연이어 깨어난 오스틴 파워는 냉동 전 그의 파트너였던 켄싱턴 부인의 딸과 함께 짝을 지어 이블 박사의 음모에 맞선다. 60년대에 제임스 본드도 액션대신 본드걸과 로맨스만 해댔던 지라, 오스틴 파워도 그 영향을 받았는지 해빙된 이후, 파트너와의 로맨스만 꿈꾸고 매사를 제멋대로 행동한다. 하지만 곧 90년대에 적응에 어려움을 느끼고, 한 2분정도 갈등하는 모습을 보인다. 이블 박사도 상황은 마찬가지인지라 오합지졸인 부하들 다스리랴, 30년 사이 태어나서 장성한 자신의 아들과의 멀어진 사이를 가깝게 하려고 눈물겨운 노력을 한다. 지구를 불바다로 만들어 버릴 닥터 이블의 음모. 오스틴과 파트너 바네사가 그 열기의 한 복판으로 접속한다.

오스틴 파워(Austin Powers/Fat Bastard: 마이크 메이어스 분)는 호시탐탐 지구의 평화를 위협하는 인류의 적 닥터 이블을 물리치기 위해 종횡무진 활약하는 영국의 비밀요원. 1967년에 그는 냉동로켓을 타고 우주로 사라진 닥터 이블을 잡기 위해 냉동인간이 되어 30년을 기다린 끝인 1999년, 오스틴 파워는 닥터 이블(Dr. Evil: 마이크 메이어스 분)에게 긴 잠을 선사하고 행복한 결혼에 골인하여 눈부시게 멋진 아내 바네사 켄싱턴(Vanessa: 엘리자베스 헐리 분)과 신혼의 단꿈에 젖어있었으나, 바네사는 닥터 이블이 보낸 사이보그였다. 냉동로켓을 타고 다시 지구로 돌아온 닥터 이블은 지구파괴 음모에 방해가 되는 오스틴을 제거할 새로운 계획에 착수한다. 1969년으로 돌아가 냉동된 채로 있는 오스틴에게서 힘의 원천인 모조(Mojo)를 훔쳐내면, 지구정복은 식은 죽 먹기인 것이다. 1969년으로 시간 이동한 닥터 이블은 냉동인간 오스틴 파워에게서 모조를 훔쳐내는데 성공한다. 한편 바네사를 잃긴 했지만, 되찾은 싱글의 자유로움을 즐기느라 여념이 없는 오스틴에게 그야말로 청천벽력과 같은 일이 벌어진 것이다. 곧장 1969년으로 향한 것은 당연. 오스틴은 그곳에서 아름답고 섹시한 CIA 요원과 만나지만, 힘의 원천을 잃어버린 그에게 색웰(Felicity Shagwell: 헤더 그레이엄 분)의 접근은 오히려 부담이다. 한편, 닥터 이블은 달기지에 레이저 빔을 설치하고 또 다시 지구정복 음모를 꿈꾼다. 달의 요새로 향한 이블을 쫓아 우여곡절 끝에 달에 도착한 오스틴은 가까스로 이블을 제거할 기회를 얻지만, 승리의 순간을 눈앞에 두고 선택의 기로에 놓이게 된다. 색웰을 인질로 지구와의 선택을 요구하는 이블. 내키지는 않지만, 오스틴은 지구를 구하기 위해 색웰을 포기한다. 지구는 위험에서 벗어나고, 드디어 이블의 종말을 보게 되나 싶었는데. 최후의 순간, 그는 색웰을 살릴 수 있는 조건을 제안한다.

스파이 업계 최고의 비밀요원 오스틴 파워는 세계 정복의 야심에 헛물만 켜온 닥터 이블을 상대로 오늘도 맹활약 중이다. 번번이 오스틴 파워에게 당한 닥터 이블 일행은 필사의 반격을 위해 온몸이 금으로 이루어진 골드멤버라는 무시무시한 파트너를 영입해 더욱 막강해진다. 그리고 오스틴 파워를 없애야 세계 정복이 가능하다는 결론을 내린 닥터 이블은 눈 안의 가시 같은 존재인 오스틴 파워를 제거하기 위해 모종의 음모를 꾸미는데. 첫번째 오스틴 파워의 아버지 나이젤 파워를 남칩하는 것. 그리고 두번째 작전명 'Preparation H', H 작전이란 바로 골드멤버가 개발한 트랙터 빔과 인공위성을 이용해 남극의 얼음을 녹여 지구를 물에 잠기게 하는 것. 초대형 잠수정까지 준비한 닥터 이블의 지구 정복 야욕은 더욱 치밀해지는데. 이에 오스틴 파워는 골드멤버와 닥터 이블을 체포하고 지구를 구하기 위해 FBI 정예요원 폭시 클레오파트라와 팀을 이루고 전세계를 무대로 시공간을 초월한 험난한 모험을 시작하는데.