《星际特工千星之城》故事一开始，一群又一群的外星人来到地球建造星际空间站一阿尔法星。这个空间站容纳了各个星球、各个种族的物种，所有物种在一起建造一个美好的家园，物种与物种之间和平又友好的生活在一起，这时候镜头切换到一个美丽的星球”缪星“，一群蓝色的珍珠人在这里开心的生活着，谁知天有不测风云，天空突然间就炸开了花，不明的爆炸物一个接一个的掉落下来，珍珠人伤亡惨重，仅剩的幸存者躲进了一艘掉下来的飞船中，可是珍珠人的公主却没有来得及进入飞船，被最后的大爆炸轰的魂飞魄散。
在海边悠闲地晒日光浴的帅小哥突然被一段莫名其妙的记忆惊醒，这段记忆就是珍珠人公主跨越时间和空间强行塞给他的，帅小哥的搭档清纯妹见他醒了过来，便提醒他该去执行任务了，他们俩是一对特工，专门完成人类指挥官指定的各种高难度任务，这次他们要去执行的任务，就是去缪星找到唯一幸存的”转化兽“。
帅小哥通过转换器将自己隐身并传送到异空间，用枪逼着一个大胖怪兽把转化兽交给了他，谁知帅小哥的转换器出现了问题，枪竟然在异空间显形了，所有的怪兽都可以通过寻找枪来追杀帅小哥，在这千钧一发的时候，清纯妹及时赶到修复了转换器拯救了帅小哥！帅小哥和清纯妹带着转化兽回到了阿尔法星。他们的上级给他们下达了新的任务，阿尔法星有一处被重度污染的区域，在那里任何信号都无法进入，必须要派人去清理污染源。为了这件事各个星球的代表在一起开了一个会议，商讨如何完成这个任务，突然会议室被不明身份的物种攻破，所有人都被裹在厚厚的浆体下面，就连指挥官都被他们抓走了，帅小哥赶紧开着飞船去追，但不仅不明物种没有追到，反而自己的飞船还坠落在禁区里，不过还好清纯妹及时赶来，又救了他一命，可就在帅小哥和清纯妹相见两眼泪汪汪的时候，清纯妹又被长脖子怪抓走了。
帅小哥借助舞女小黑妹的力量在清纯妹被吃掉之前将她救了出来，但是这番行动也让小黑妹付出了生命的代价。
历经千辛万苦，帅小哥和清纯妹终于找到了指挥官。但没想到的是，绑架指挥官的竟然是珍珠人，当年毁灭珍珠人星球的战争就是由指挥官发起的，而他想隐藏这个秘密就必须杀死所有的知情人。一队由指挥官直接控制的机器人开始对在场的人进行屠杀，关键时刻英雄吴亦凡出现，关上了机器人的开关，一场屠杀被及时的制止，看来吴亦凡在这部戏里的戏份不多啊。最后指挥官被抓了起来接受他应有的制裁，帅小哥则将属于珍珠人的转化兽还给了他们，珍珠人凭借转化兽的力量重建了自己的家园，而清纯妹也因为帅小哥的英雄行为深深地爱上了他，全片结束！
对于《星际特工》来说，特效堪称完美，对于阿尔法城的刻画瑰丽而奇妙，那些充满特色个性的宇宙种族也让人迷醉。将人类主角对比的平淡无趣了。科幻片里最喜欢的就是这种设定华丽的多文明宇宙，感觉如果改成双男主结构会好看很多，毕竟现在的人，谁还要看男女搭档工作间隙的打情骂俏啊！