Neste filme sequência do blockbuster Homens de Preto, lançado em 1997, os agentes Kay (Tommy Lee Jones) e Jay (Will Smith) continuam sua aventura para garantir a mais eficaz estratégia de defesa contra uma misteriosa sedutora que lança o maior dos desafios já feitos à missão dos Homens de Preto, cujo lema é proteger a Terra contra o que há de pior no universo. Ou melhor, contra extraterrestres invasores que habitam nosso planeta. Já faz quatro anos que os agentes caçadores de extraterrestres evitaram um desastre interplanetário de proporções gigantescas. Durante este período, Kay retornou à tranquilidade da vida civil, enquanto Jay permanceu trabalhando para a Homens de Preto, uma poderosa agência secreta do governo responsável por todos os assuntos relacionados a seres estranhos na Terra.

Enquanto investigava um crime aparentemente de rotina, Jay desvenda um diabólico plano armado por Serleena (Lara Flynn Boyle), uma Kylothian monstruosa e cruel, disfarçada de modelo sexy de lingerie. Quando Serleena domina todo o prédio dos MIB, o agente Jay só tem uma pessoa a recorrer: seu ex-companheiro MIB, Kay, que anda esquecido numa repartição dos correiros, sem muito lá o que fazer. Até porque, ultimamente, Kay está mais disposto a saborear os biscoitinhos feitos por sua mulher do que participar de combates contra insetos gigantes.
Mas só que agora a dupla está diante de uma luta contra o tempo. Jay tem que convencer Kay a voltar à função de investigador da MIB, antes que a Terra seja totalmente destruída. A triste realidade, porém, é que, apesar de o agente Kay ser o único ser vivo do planeta capaz de salvar a galáxia, ele não possui uma vaga lembrança da época em que trabalhou como agente secreto na Homens de Preto.