Viele Jahre in der Zukunft - genau genommen im 28. Jahrhundert - ist zumindest ein Teil des Universums zusammengewachsen. Auf der gigantischen Raumstation Alpha leben unzählige verschiedene Spezies und teilen ihre Erfahrungen. Dass dabei nicht bloß Harmonie auf der Tagesordnung steht, dürfte selbstverständlich sein. So werden eines Tages Valérian (Dane DeHaan) und Laureline (Cara Delevingne), ihres Zeichens Spezialagenten der menschlichen Förderation, von Commander Arun Filitt (Clive Owen) mit einer geheimen Mission beauftragt, um den Frieden im Universum zu wahren. Dabei treffen sie unter anderem auf die Gestaltwandlerin Bubble (Rihanna), doch auch eine größere Verschwörung scheint im Gange zu sein, die Valérians und Laurelins Loyalität auf die Probe stellt.