스파이 업계 최고의 비밀요원 오스틴 파워는 세계 정복의 야심에 헛물만 켜온 닥터 이블을 상대로 오늘도 맹활약 중이다. 번번이 오스틴 파워에게 당한 닥터 이블 일행은 필사의 반격을 위해 온몸이 금으로 이루어진 골드멤버라는 무시무시한 파트너를 영입해 더욱 막강해진다. 그리고 오스틴 파워를 없애야 세계 정복이 가능하다는 결론을 내린 닥터 이블은 눈 안의 가시 같은 존재인 오스틴 파워를 제거하기 위해 모종의 음모를 꾸미는데. 첫번째 오스틴 파워의 아버지 나이젤 파워를 남칩하는 것. 그리고 두번째 작전명 'Preparation H', H 작전이란 바로 골드멤버가 개발한 트랙터 빔과 인공위성을 이용해 남극의 얼음을 녹여 지구를 물에 잠기게 하는 것. 초대형 잠수정까지 준비한 닥터 이블의 지구 정복 야욕은 더욱 치밀해지는데. 이에 오스틴 파워는 골드멤버와 닥터 이블을 체포하고 지구를 구하기 위해 FBI 정예요원 폭시 클레오파트라와 팀을 이루고 전세계를 무대로 시공간을 초월한 험난한 모험을 시작하는데.

돈 많은 아버지를 둔 월터 웨이드(크리스찬 베일)는 사소한 시비 끝에 젊은 흑인 학생을 살해하고 목격자마저 협박으로 함구시키나 형사 샤프트는 그를 구속한다. 그러나 월터는 보석으로 풀려나 여러 국가를 돌아다니며 도망다닌다. 2년 뒤 샤프트는 비밀리에 입국한 그를 다시 체포하나 월터는 다시 보석으로 석방되고 월터는 샤프트를 죽이려 한다. 그는 두 명의 샤프트의 동료 형사와 샤프트에게 모욕을 당한 바 있는 마약상을 고용한다. 이들의 음모로 샤프트는 경찰직에서 쫓겨나고 홀로 정의를 지키려 한다. 음모는 점점 그를 죄어들고 샤프트는 유일하게 사건 해결의 실마리를 쥐고 있는 살인 목격자인 미모의 여인을 추적하기 시작하는데...