O piloto Valerian (Gwendal Anglade) é enviado para uma missão espacial, onde ele será capaz de viajar no tempo. Em uma dessas viagens, o jovem volta para o passado e acaba salvando a vida da bela Laureline (Mélodie Orru). Mas quando eles se dão conta já estão em 2417, tornando-se nos únicos terráqueos no espaço. Agora, o destino da humanidade está em suas mãos.
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