Molly (Tessa Thompson) è soltanto una bambina quando incontra una creatura aliena, che aiuterà a fuggire, e assiste all'intervento dei Men in Black senza farsi sparaflashare. Tutta la vita conserva il segreto dell'esistenza degli alieni, sperando un giorno di diventare un agente segreto in tailleur e cravatta neri. Irriducibile nel perseguire il proprio sogno, riesce finalmente a scovare il quartier generale dei Men in Black e a convincere l'Agente O (Emma Thompson) a prenderla in prova. Abbigliata e armata, l'Agente M(olly) deve guadagnarsi sul campo il neuralizzatore e affiancare l'affascinante Agente H (Chris Hemsworth), indisciplinato e sbruffone. Tra Parigi e Marrakech finiranno per intendersi e salvare il mondo da mostri e talpe.