A 41. században játszódó történet egy bolygóról bolygóra, ágyról ágyra röpködő szuperlány kalandjait meséli el. Barbarella, a csinos űrhajósnő üzenetet fog a végtelen világűrben amelyben arról értesül, hogy eltűnt egy tudós. Az általa kifejlesztett sugárfegyver pedig veszélyt jelent a világűrben évszázadok óta fennálló harmóniára és szeretetre. A nyomokat követve különféle erotikus kalandok után Barbarella a Lythion bolygón találja magát ahol a gonosz zsarnok uralkodik. A barátjával, Pygar-ral felveszi a harcot ellene.