Austin Powers, en superspion fra 1960-tallet, og hans erkefiende Dr. Evil, begge spilt av komiker Mike Myers, har stått opp mot hverandre flere ganger gjennom tiåret. I 1967 plasseres Dr. Evil i en kryogenisk fryser slik at han kan gjenoppstå i en tid der han ikke er forventet. Austin Powers blir også plassert i en kryogenisk fryser, i tilfelle hans egenskaper trengs i fremtiden. Da de blir hentet fram igjen i 1997 for å kjempe mot hverandre igjen, må duoen tilpasse seg 1990-tallet, noe som fører til en rekke komiske situasjoner.
Da nyheten om Dr. Evils tilbakekomst kommer ut, blir Austin ting opp igjen. Han får en partner, Vanessa Kensington (Elizabeth Hurley), som skal hjelpe ham å takle 90-årene. Partnerne drar avsted med Austins privatjet til Las Vegas, der de tror Dr. Evil holder til.
I mellomtiden diskuterer Dr. Evil og hans medsammensvorne hvordan de skal ta over verden. Først foreslår han at de kan få det til å se ut som om Prins Charles har et forhold på si, slik at han og Prinsesse Diana skiller seg, men Number 2 forteller at dette allerede har skjedd. Så foreslår Dr. Evil å lage hull i ozonlaget slik at antallet tilfeller av hudkreft øker, men Number 2 forteller at også dette har allerede hendt. De blir til slutt enige om å stjele et atomvåpen og holde verden som gissel.
Vanessa og Austin drar til Dr. Evils hovedkvarter, der de sniker seg inn og ender opp med å bli fanget. Dr. Evil ønsker å ta livet av dem ved å senke dem i et basseng med haier som har laserstråler på hodet, men siden laserstråler ikke funker så bra, og haien er en utrydningstruet dyreart, ender de opp med et basseng med kjøttetende sjøørret isteden. De greier å rømme, men før de stikker får de med seg verdifull informasjon om Dr. Evils planer.
De finner til slutt Dr. Evil i det han er i ferd med å sette planen til verks. Dr. Evil greier å stikke av, og trykker med det samme på en knapp som skal føre til at hovedkvarteret hans blir sprengt i luften. Vanessa og Austin greier så vidt å komme seg ut i tide.
