Lemmy Caution es un agente secreto enviado a Alphaville con dos motivos: localizar a otro agente desaparecido, Henry Dickson y asesinar al fundador de la ciudad, el científico conocido como Profesor Von Braun. Para ello se presenta como un periodista que desea entrevistarse con el Profesor, para lo que tendrá que tratar con la hija de éste, Natascha, quien es enviada como intermediaria.