Прошло двадцать пять лет после событий первого фильма "Люди в чёрном", когда агент Кей получил задание спрятать загадочный артефакт, известный как "Светоч". Теперь Землю угрожает Серлина - инопланетянка, стремящаяся использовать силу "Светоча" для уничтожения миров. Перевоплотившись в соблазнительную модель, она начинает поиски артефакта. В это время Кей потерял память и работает в Почтовом департаменте, не помня о своем прошлом и важной миссии.
Его бывший партнер Джей понимает, что для предотвращения катастрофы необходимо восстановить воспоминания Кея. Он должен вспомнить, где спрятал "Светоч", чтобы Серлина не смогла его найти. В погоне за ответом и спасением мира, Джей использует все доступные ему средства организации "Люди в чёрном". С помощью специального устройства он пытается вернуть Кею память, что приводит к серии комических ситуаций.
По мере развития событий Кей начинает вспоминать свое прошлое, и вместе с Джеем они вновь становятся непобедимой командой. Герои выясняют, что "Светоч" способен открывать порталы в другие измерения, что делает его невероятно опасным оружием в руках Серлины. В ходе приключений агенты сталкиваются с различными инопланетными существами и преодолевают множество препятствий.
Кульминацией становится противостояние между героями и Серлиной, где от их действий зависит судьба Земли. Кей и Джей используют все свои навыки и знания для предотвращения катастрофы и защиты планеты от инопланетного вторжения. Фильм сочетает в себе элементы комедии, приключений и фантастики, демонстрируя не только борьбу с врагами, но и дружбу и взаимовыручку между двумя агентами "Людей в чёрном".