Действие фильма «Люди в черном 3» развивается сразу же в двух временных линиях: современном мире и в 1969 году. В события вновь вовлечена секретная организация «Люди в черном», чьи сотрудники занимаются всеми делами инопланетных созданий на нашей планете. В самом начале просмотра фильма зритель знакомится с межгалактическим преступником, являющимся представителем вымершей расы инопланетных захватчиков, ответственных за гибель целых миров. Он, использую свою сообщницу, сбегает из Лунной тюрьмы. Выбравшись на свободу, он намерен вернуться в прошлое для того, чтобы убить агента Кея, который сорок лет назад лишил его руки и отправил под суд. После длительного преследования Борису удается сбежать, и Кей выражает сожаление, что не стал убивать его в прошлом. Он возвращается к себе домой, где его следы исчезают. Агент Джей, помнит Кея, но для всех членов организации он мертв уже сорок лет из-за изменений, произошедших в результате действия Бориса. Тогда Джей отправляется в прошлое и теперь у него есть 24 часа для того, чтобы спасти своего напарника и друга.