I det 28. århundrede danner Valerian (Dane DeHaan) og Laureline (Cara Delevingne) et team af specialagenter, der er ansvarlige for at opretholde orden i universets menneskelige område.

På ordrer fra forsvarsministeren, er de to sendt på en mission byen Alpha - en stadig voksende storby, hvor skabninger fra hele universet i hundreder af år har fundet sammen for at dele viden, udvikling og kultur med hinanden.

Men byen Alpha trues af en mørk kraft, der risikerer at ødelægge planetens fred. Valerian og Laureline skal gøre alt for at identificere den grusomme trussel, og ikke kun beskytte Alpha, men i sidste ende hele universets fremtid.