Действие разворачивается на пространственной станции «Альфа» — фантастическом городе-государстве, где на протяжении веков собирались представители бесчисленных цивилизаций. Спецагенты Валериан и Лорелин, выполняющие миссию по поддержанию порядка, неожиданно сталкиваются с тайной, затрагивающей самые основы этого межгалактического сообщества.
Фильм рассказывает историю двух парижских друзей, чьи пути начинают расходиться после случайной встречи. Абель, самоуверенный и привыкший к успеху у женщин, и Клеман, застенчивый начинающий актёр, оказываются перед общим вызовом — оба влюбляются в Мону. Эта девушка, работающая в кофейном киоске на Северном вокзале, кажется одновременно открытой и полностью недоступной.