Агент Джей узнает, что никакого защитного галактического щита, способного отразить иноземный удар, не существует. Агент Кей не построил его, потому что был убит в 1969 году. Агент Джей должен совершить путешествие во времени, чтобы спасти Землю и жизнь напарника.

Сюжет:
Межгалактический уголовник Борис «Животное» (Джемейн Клемент) сбегает из Лунной тюрьмы и намерен вернуться в прошлое, чтобы убить агента Кея (Томми Ли Джонс), который 16 июля 1969 года арестовал его и лишил руки.

После расследования аварии космического корабля в Нью-Йорке, и после перестрелки в китайском ресторане, Кей понимает, что Борис сбежал, и сожалеет, что в прошлом не убил его. Он возвращается к себе на квартиру, где все его следы исчезают. Агент Джей (Уилл Смит) помнит Кея живым, но для всех Людей В Чёрном он мёртв с 1969 года. Агент O (Эмма Томпсон) и Джей приходят к выводу, что переворот произошёл в пространственно-временном континууме.

Оба они понимают, что Борис, сбежав из тюрьмы, каким-то образом причастен к произошедшему. Итог — вторжение на Землю его расы, так как защитное устройство «АркНет» не было установлено из-за смерти Кея. Джей выходит на торговца электроникой Джеффри Прайса, нелегально предоставляющего возможность перемещаться во времени, и узнаёт, что именно он отправил сбежавшего Бориса в 1969 год, и отправляется вслед за ним в прошлое.

У Джея есть 24 часа, чтобы остановить Бориса. На Кони-Айленд молодой агент Кей (Джош Бролин) арестовывает его и допрашивает. Джей рассказывает ему правду. Кей верит Джею. Вместе они следуют по следам Бориса и выходят на арканианца Гриффина, который обладает «АркНетом». Он передает им «АркНет» — устройство необходимо поместить на стартующую к Луне ракету «Сатурн» и у них осталось шесть часов.

После прибытия на мыс Канаверал, агентов и Гриффина арестовывают. Полковник (Майк Колтер) отпускает агентов после того, как Гриффин показывает ему их предназначение. На верхнем этаже стартового комплекса Джею и Кею перекрывают путь два Бориса — один из нашего времени, другой из 1969 года. Джею после тяжёлой схватки с «современным» Борисом удаётся сбросить его в шахту стартующей ракеты и он гибнет в огне. Тем временем Кей во время боя с Борисом-современником так же сбрасывает противника вниз. Кей устанавливает «АркНет» на ракете, и защитный экран разворачивается после её выхода в космос.

Полковник поздравляет Кея, который предлагает ему вступить в агентство. Однако неожиданно появляется чудом выживший после падения Борис из 1969 года, который шипом убивает полковника. Однако Кей на этот раз не даёт ему шанса выжить.

После этого мальчик по имени Джеймс выходит из военной машины и начинает искать своего отца. В отдалении Джей наблюдает эту сцену и понимает, что мальчик и есть он. Кей использует нейтрализатор, и говорит маленькому Джею, что его отец был героем. Джей возвращается в настоящее, где встречает Кея в их любимом кафе. Там он показывает Кею карманные часы отца — это намёк на то, что ему всё известно.

Когда они уходят, Гриффин размышляет, что это его самый любимый вариант земных событий, за исключением того, что Кей забыл оставить чаевые, указывая, что они находятся в измерении, где к Земле приближается астероид. Но Кей возвращается и оставляет чаевые, тем самым реализуется другое измерение, в нём астероид разрушается при столкновении со спутником.