Wir schreiben das Jahr 40.000, seit langen Jahren hat es im ganzen Universum keinen Krieg mehr gegeben. Und das soll auch so bleiben. Darum bekommt Barbarella, erfolgreiche, hoch bezahlte Astro-Agentin, vom Präsidenten der Erde den Auftrag, den Wissenschaftler Durand-Durand ausfindig zu machen: Er ist dabei, am anderen Ende des Universums eine vernichtende Geheimwaffe zu entwickeln. Zusammen mit ihrem Gefährten, dem blinden Engel Pygar, landet Barbarella in der Stadt Sogo.
Abstürze, Explosionen, Kämpfe gegen Roboter und Monster sowie eine Gefangennahme durchkreuzen die Pläne der schönen Agentin, die mit jeder neuen Katastrophe weitere Teile ihrer Astronautenkleidung verliert. Erst mit Hilfe des Untergrundführers Dildano, der Barbarella und Pygar rettet, stößt das Weltraumexpeditionsteam auf den gesuchten Durand-Durand. Der nimmt Barbarella gefangen und traktiert sie mit seiner „Genussorgel“ - einer Waffe, die durch übermäßige sexuelle Stimulation jedes Wesen töten kann. Doch Barbarella, die seit Beginn ihres Abenteuers die Vorzüge körperlicher Vergnügen für sich entdeckt hat, überlebt die Prozedur …

Der Science-Fiction-Film von Roger Vadim erlangte aufgrund von Jane Fondas legendärem Striptease in der Schwerelosigkeit Kultstatus. Die offenen sexuellen Anspielungen weisen „Barbarella“ als Vorboten der sexuellen Revolution der späten 60er Jahre aus, entsprechend der gleichnamigen Comic-Vorlage von Jean-Claude Forest aus dem Jahr 1962. Wobei Sex hier weniger als revolutionäres Prinzip, sondern mehr als Marketinginstrument eingesetzt wird. Barbarella findet in jeder Situation einen Grund, einen weiteren Teil ihres ohnehin knappen Kostüms zu verlieren. Dieser spielerische Ansatz trug zum kommerziellen Erfolg bei und verhalf Jane Fonda zum internationalen Durchbruch.