ニューヨーク市警察のジェームズ・エドワーズ刑事(ウィル・スミス)は自分が追い詰め、飛び降り自殺した男が地球人ではないことを知るが、信じるのは検視官のローレル・ウィーバー(リンダ・フィオレンティーノ)だけだった。そこへ突然現れた、黒い背広の男がローレルに赤い光を浴びせる。“K”と呼ばれるその男(トミー・リー・ジョーンズ)は、自分の所属する組織MIB(メン・イン・ブラック)へエドワーズをスカウトする。エドワーズは他にも集められたエリート中のエリートたちに混じってテストを受ける。ただ一人合格した彼はKから現在、地球上には1500体ものエイリアンが人間に姿を変えるなどして生活していることを知らされる。エイリアンが犯罪や侵略行為に出ないよう監視し、彼らの存在を世間から隠すこと、それが最高秘密機関MIBの任務だった。MIBの一員となることを決意したジェームズは、クレジットカードの信用情報、運転免許の違反前歴に取得記録、社会保障番号、果ては指紋に至るまで一切の過去を抹消。捜査官エージェント“J”として生まれ変わり、Kとコンビを組む事になった。
ベテラン捜査官Kと研修を終えた新米のJを待っていたのは、とある宇宙船の無断侵入事件。始めはただのエイリアン逃亡事件かと思われたが、やがてローレルをも巻き込んだ大事件に発展し……。