汤姆（凯文·史派西 Kevin Spacey 饰）是叱咤风云的商场精英，却因为过多的将经历投入到工作中而忽视了自己的家人们。这一天是汤姆的女儿瑞贝卡（玛丽娜·维丝曼 Malina Weissman 饰）的生日，差一点就将这茬给忘了的汤姆匆忙赶到宠物店，打算买一只猫作为送给女儿的礼物。
让汤姆没有想到的是，自己竟然被宠物店的老板菲利克斯（克里斯托弗·沃肯 Christopher Walken 饰）施了魔法，灵魂进入了宠物猫的体内。菲利克斯告诉汤姆，他只有学会如何做一位称职的丈夫和父亲，才能够重新回到人类身体之中，然而，猫的寿命是很短暂的，在有限的时间里，汤姆能够完成菲利克斯布置给他的任务吗？

故事发生在第一部的四年之后，此时特警K（汤姆•李•琼斯 饰）已经退休，成为一名普通的邮局局长，而J（威尔•史密斯 饰）则继续从事MIB的工作。
卡洛瑟星邪恶女王蛇莲娜来到地球需找宇宙能量“萨塔之星”，占领了MIB的总部。而当年逃亡到地球的萨塔公主萝娜曾请求MIB把 “萨塔之星”藏在地球，全面负责这件事情的K为了地球的安全，拒绝了她。
面对来势汹汹的蛇莲娜，MIB派J去寻找k，调查当年事件的真相，怎样说服失去记忆的K相信外星人的存在，成了J面临的第一个难题……