Im 28. Jahrhundert sind Valerian (Dane DeHaan) und Laureline (Cara Delevingne) als Spezialagenten der Regierung mit der Aufrechterhaltung der Ordnung im gesamten Universum beauftragt. Während der verwegene Frauenheld Valerian es auf mehr als nur eine berufliche Beziehung mit seiner schönen Partnerin abgesehen hat, zeigt ihm die selbstbewusste Laureline jedoch die kalte Schulter. Auf Anordnung ihres Kommandanten (Clive Owen) begeben sich Valerian und Laureline auf eine Sondermission in die atemberaubende, intergalaktische Stadt Alpha: einer Mega-Metropole, die Tausende verschiedener Spezies aus den entlegensten Winkeln des Universums beheimatet. Die siebzehn Millionen Einwohner haben sich über die Zeiten einander angenähert und ihre Talente, Technologien und Ressourcen zum Vorteil aller vereint. Doch nicht jeder in der Stadt der Tausend Planeten verfolgt dieselben Ziele – im Verborgenen wächst eine dunkle Macht heran, die nicht nur Alpha, sondern die gesamte Galaxie in Gefahr bringt.