Tommy Lee Jones e Wil Smith estão de volta como os super agentes Kay e Jay, que combatem a escória e atuam como reguladores de todos os seres alienígenas do planeta Terra. A mais recente missão deles: salvar o mundo de um desasatre intergaláctico total. Quando um monstro Kylothiano disfarçado de modelo de lingerie ameaça a sobrevivência da raça humana, os rapazes do MIB são chamados. Com a dese deles cercada e o tempo se acabando, os Agentes Kay e Jay recorrem à ajuda de Frank, The Pug, e um bando de minhocas a fim de acabarem para sempre com os alienígenas.