London, 1967: Die Swinging Sixties sind auf ihrem Höhepunkt, und Austin Powers ist mittendrin. Als Fotograf, Geheimagent und stilbewusster Mann seiner Zeit kämpft er im Auftrag Ihrer Majestät gegen das Verbrechen. Doch sein Erzfeind, der glatzköpfige und skrupellose Dr. Evil, entkommt ihm immer wieder. Als Dr. Evil sich einfrieren lässt, um seine finsteren Pläne in den 1990er-Jahren fortzusetzen, begibt sich Austin in die Kühlkammer des Secret Service und lässt sich ebenfalls konservieren.

Drei Jahrzehnte später wird Austin aufgetaut, um Dr. Evil endgültig aufzuhalten. Der Schurke hält die Welt in seiner Gewalt und droht, sie zu zerstören, falls seine Forderungen nicht erfüllt werden. Gemeinsam mit Miss Kensington, der Tochter seiner früheren Sekretärin, nimmt der britische Agent den Kampf auf.