Los agentes J (Will Smith) y K (Tommy Lee Jones) han regresado… en el tiempo. En sus 15 años con los Hombres de Negro J ha presenciado cosas inexplicables pero nada, ni siquiera los propios alienígenas, lo han desconcertado tanto como su irónico y reservado compañero. Pero cuando la vida de K y el destino del planeta peligran, el agente J deberá viajar en el tiempo para arreglar las cosas. J descubre que hay secretos del universo que K nunca le mencionó –secretos que se irán desvelando al formar equipo con un joven agente K (Josh Brolin) para rescatar a su compañero, la agencia y el futuro de la humanidad.