Valerian (Dane DeHaan) i Laureline (Cara Delevingne) to kosmiczni agenci, odpowiedzialni za utrzymanie porządku na terytoriach zamieszkałych przez ludzi. Choć podczas misji cechuje ich skuteczność i profesjonalizm, Valerian ani na chwilę nie ustaje w wysiłkach, by oczarować piękną partnerkę. Problem w tym, że wszelkie próby flirtu nie robią na niej żadnego wrażenia… Sytuacja staje się poważna, gdy Valerian i Laureline otrzymują nowe zadanie. Na rozkaz komandora Arüna Filitta (Clive Owen) udają się do międzygalaktycznego miasta Alpha. Zapierająca dech w piersiach metropolia jest domem dla tysięcy gatunków ze wszystkich zakątków kosmosu, które od setek lat dzielą się ze sobą wiedzą i zdobytym doświadczeniem. Po przybyciu na Alphę agenci odkrywają, że na miejscu nie wszystko funkcjonuje tak, jak mogłoby się wydawać. Wkrótce w kulturowym i politycznym centrum galaktyki przyjdzie im zmierzyć się ze złowrogą siłą, która zagraża bezpieczeństwu całego wszechświata.