Pour la troisième fois, Austin Powers et le docteur Denfer s’affrontent. Mais cette fois‐ci, le meilleur agent secret de Grande‐Bretagne se trouve face à un nouvel ennemi : Goldmember, qui a kidnappé son père Nigel Powers. Ensemble, le docteur Denfer et Goldmember projettent de noyer le monde dans les profondeurs des océans ; dès lors, Austin Powers doit non seulement délivrer son père, mais aussi empêcher le docteur Denfer et Goldmember de mener leur plan diabolique à bien.

En 1967, Austin Powers, le meilleur des agents secrets britanniques, est congelé après que son ennemi juré le docteur Denfer s’est enfui dans l’espace. En 1997 (30 ans après), les deux ennemis sont décongelés et un nouvel affrontement se prépare.

Austin Powers s’est très bien adapté aux années 90, mais le sinistre docteur Denfer rêve toujours de l’éliminer. Pour cela, il construit une machine à remonter le temps pour retourner en 1969 afin d’extraire la libido d’Austin Powers, son « mojo », tandis qu’il est congelé. Austin Powers, dépossédé de son pouvoir d’attraction, doit lui aussi remonter le temps afin d’affronter son ennemi mortel et récupérer son mojo.