Chuyện phim lấy bối cảnh thế kỷ XXVIII, khi con người đã xây dựng thành công trạm không gian khổng lồ mang tên Alpha. Trải qua hàng trăm năm, Alpha trở thành nơi cư ngụ của hàng nghìn dân tộc khác nhau trong vũ trụ. Họ sinh sống trong hòa bình, sẵn lòng chia sẻ tri thức và nền văn hóa của giống loài bản thân.

Song, biến cố xảy ra khi một chủng loài ngoài hành tinh không có trong dữ liệu của Alpha xuất hiện. Họ bất ngờ tấn công buồng máy chính, bắt cóc đi Chỉ huy trưởng Arün Filitt (Clive Owen).

Hai mật vụ tinh nhuệ nhất của Alpha là Valerian (Dane Dehaan) và Laureline (Cara Delevingne) lập tức lên đường để truy lùng và lật mặt kẻ chủ mưu sau biến cố.