Alphaville to stolica jednej z galaktyk odległej od "krajów zewnętrznych" o miliony lat świetlnych. Lemmy Caution przybywa tu jako korespondent gazety "Figaro-Prawda". Tak naprawdę jest tajnym agentem, który ma nawiązać kontakt z profesorem von Braunem. Von Braun został wydalony ze starego świata i właśnie w Alphaville skonstruował mózg elektronowy Alpha 60, który teraz sprawuje tu totalitarne rządy. Wszelkie uczucia zostały w Alphaville zakazane, a słowa "muzyka", "poezja", "miłość" wykreślono z języka... Lemmy wie o tym, że poprzedni agenci zniknęli bez śladu. Poznaje okrutną rzeczywistość miasta, w czym pomaga mu jego tłumaczka Natasza, córka von Brauna. Lemmy'emu udaje się w końcu zabić profesora i zniszczyć Alphę 60. Gdy ucieka z opanowanego przez chaos Alphaville, okazuje się, że Natasza potrafi jednak odnaleźć w sobie jakieś ludzkie uczucia.