O longa mostra a história dos agentes intergalácticos Valerian (Dane DeHaan) e Laureline (Cara Delevingne) no cenário do século Século XXVIII. A função da dupla é manter a ordem na Terra e planetas aliados, os quais são constantemente atacados por bandidos intergaláticos. Quando partem para uma investigação na cidade de Alpha – metrópole que recebe a visita de milhares de seres – eles percebem que há uma força sombria que ameaça a existência pacífica da Cidade dos Mil Planetas. Agora Valerian e Laureline devem descobrir rapidamente a origem do perigo para proteger Alpha e o futuro de todo o universo.