13 年前
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事件发生在当代莫斯科。一场车祸后，冠军运动员谢尔盖·博罗兹丁突然有了看到过去事件的通灵能力。同时他也卷入谋杀事件，成为一系列谋杀案的嫌疑人，他被迫不断利用这种能力回溯时间找到真正的凶手。。不久的未来当时空旅行不再是梦想，一家旅行社专为客户安排史前时代狩猎恐龙的冒险旅程，每一趟行程都是精心规划，侦查员会先确认恐龙即将死亡才送乘客抵达，以免造成时空异变的突发状况。然而，不幸还是发生了，一名紧张的旅客错杀了一只蝴蝶，竟造成了难以挽回的连锁反应，令他再也回不到原来的那个地球。现在恐龙猎人向导与时光机器发明家必须联手及时阻止连锁反应扩散，威胁到全人类的生存环境。。故事发生在第一部的四年之后，此时特警K已经退休，成为一名普通的邮局局长，而J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……。
