夏威夷念大学的香港富豪子弟李泽星（周星驰饰）学业无成挥金如土，是校园一霸，终因搭上黑帮老大情妇遭黑帮追杀，身体被炸成碎片。在李泽星父亲（吴孟达饰）的请求下，教授（徐锦江饰）将李泽星全身人造复原，并把最新研制成功的无敌芯片置入其身，令其摇身一变成为无敌“百变金刚”。黑帮老大得知李泽星复活后，将写有战争程序的芯片植入手下身体，令其变身“铁甲威龙”前来追杀李泽星。为赢得暗恋的女同学虫虫（梁咏琪饰）的芳心，李泽星决意重塑形象，奋力与“铁甲威龙”展开大战。

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……

基尼斯扮演的角色发明了一种永不变脏也永远穿不破的神奇布料，这简直是人类的福音——因此，纺织厂老板和工会领导决定，要在所有人都失业以前干掉基尼斯。被追杀的基尼斯狂奔过黑暗的街巷，但是对他来说躲起来并不容易，因为他的衣服在黑暗中闪闪发光。

好莱坞导演维克多（阿尔•帕西诺饰）曾经大名鼎鼎，有过辉煌的历史。他的影片曾获过奥斯卡提名。然而，时运不济，一心追求艺术的他，却遭到大牌明星的罢演，就连一直支持他艺术的前妻也将他解雇。眼看着维克多的新片《日出日落》即将胎死腹中。也许是上帝的眷顾吧，一位天才程序设计师神秘地出现在维克多面前，交给他一套可以设计出高度逼真的三维动画的程序。利用它，维克多创造出了一个让全世界，无论是男人还是女人都狂热喜爱的“完美女人”——Simone。Simone一夜之间迅速走红，成为全世界追随的超级偶像。可是，人们并不知道，他们日夜追捧的“完美女人”，其实并不存在于现实世界。虚拟背后的危机，随之攀升……

2031年，已经步入老年的秦奋（葛优饰）不再折腾，独自守在他和笑笑（舒淇饰）小家中，等待着十年前突然离开自己投身环保事业的妻子倦鸟归林。曾经的旧友老范（范伟饰）抓住人工智能的风口商机，创立了一家仿真人的高科技公司。为了排解生活中的寂寞，秦奋订做了和笑笑一模一样的仿真人。仿真人笑笑对主人高度服从，体贴入微，虽然让秦奋倍感喜悦，可是他终究思念那个让他深深爱恋却又颇感畏惧的真正妻子。就在他再次找到老范的公司，期望为仿真人修改性格的那一天，笑笑意外归来。当她得知一个仿真人正在陪伴着秦奋，她的脑中闪过了一个念头。不久之后，两个笑笑接连走入秦奋的家门……

拥有不死之身的死侍韦德·威尔森（瑞恩·雷诺兹RyanReynolds饰）继续在惩恶扬善、毒舌嘴贱的路上绝命狂奔，与此同时他和女友瓦内莎（莫蕾娜·巴卡林MorenaBaccarin饰）的爱情逐渐升华，两人全新期待新生命的到来。谁知命运难测，因瓦内莎意外身亡，韦德万念俱灰，绝望地渴求生命的终结。在他最失落的时候，钢力士和少年弹头等将他领走，成为X战警中的一员。在某次行动中，死侍因袒护暴走的14岁变种人拉塞尔（朱利安·迪尼森JulianDennison饰）而随同对方被关入冰盒监狱。没过多久，来自未来的电索（乔什·布洛林JoshBrolin饰）闯入监狱，意图杀死在未来引起无数灾难的拉塞尔。为了阻止电索，逃离监狱的死侍找到一群战友与之对抗，而拉塞尔则朝着黑暗渐渐远去……

来自外星的“实验品626”史迪奇（克里斯·桑德斯配音）在一场太空追捕中意外降落在夏威夷海岛，与小女孩莉萝（玛雅·凯洛哈饰）相遇，为了躲避追捕，史迪奇伪装成小狗进入了莉萝的生活，发生了一段极其风趣又不失感人的故事。