La scomparsa dello scienziato Duran Duran (O'Shea), inventore di un'arma positronica di tale potenza distruttiva da mettere in pericolo interi mondi, allarma i governi dell'anno 40.000. L'astronauta Barbarella (Fonda), incaricata delle ricerche dal Presidente della Terra, ne segue le tracce fino al famigerato pianeta Sogo. Trasportata in volo dall'angelo cieco Pygar (Law), ultimo della razza degli ornitotropi, Barbarella supera il Matmos, il lago di energia vitale che si nutre di ogni malvagità e perversione umana, al centro del quale sorge il palazzo del Grande Tiranno.
