2002年。オースティン・パワーズ(マイク・マイヤーズ)は、尊敬するスーパースパイの父、ナイジェル・パワーズ(マイケル・ケイン)が、ドクター・イーヴル(マイク・マイヤーズ)の差し金によって誘拐されてしまったのを知る。父を救うべく1975年へタイムスリップしたオースティンは、75年当時の公私に渡るパートナー、フォクシー・クレオパトラ(ビヨンセ)と共に、イーヴルの協力者である悪党ゴールドメンバー(マイク・マイヤーズ)らに立ち向かう。どうやら今回のイーヴルの陰謀の鍵は、日本の企業ロボト社にあるらしい。さっそく東京へ向かったオースティンとフォクシー・クレオパトラ。ナイジェルを誘拐していたのはイーヴルで、ロボト社の社長(ノブ・マツヒサ)はそれに協力していた。ところがナイジェルの告白で、実はオースティンとイーヴルが兄弟だったことが判明。2人は愛を確かめ合ってしまい、イーヴルの息子スコット(セス・グリーン)は自分の立場がなくなり苛立つのだった。