宇宙暦の紀元四万年。女宇宙士のバーバレラ（Ｊ・フォンダ）は、強力な宇宙破壊光線の発光装置を完成したデュラン・デュランを探しだす使命をおび、リテオン惑星に向った。着陸した彼女は嫉妬深い女ロボットたちの怒りにふれ、虐殺されかけたが、マーク・ハンド（Ｕ・トニャッツィ）という髭男に救われた。彼がいうには、地下三千フィートに建設された巨大な夜の都市ソゴに行けばデュラン・デュランがいるという。こうしてバーバレラは地下の迷路にさまよい、黒い女王（Ａ・バレンバーグ）が支配するソゴの国で犠牲となった天使パイガー（Ｊ・フィリップ・ロー）と知りあい、彼の翼にのってソゴに着いた。だが、そこは黒衛兵というロボットの番兵が厳重な見張りをしており、二人はあっというまに捕えられてしまった。そして宰相のもとへ、連れていかれた。陰険な彼は、女王の前に二人をつきだし暴力をふるう。この地獄からバーバレラを救ったのが革命グループのリーダーであるディルダノ（Ｄ・ヘミングス）である。二人は、手のひらと手のひらを合せて行なう宇宙時代のセックスをする。だがバーバレラは再び宰相にとらえられて《セックス・マシン》で拷問されたが、彼女は耐えぬき、ついに《セックス・マシン》のヒューズを切ってしまった。そして、この宰相こそ、探し求めていたデュラン・デュランであることを知ったが、この時すでに彼は発狂しており、黒の女王をひきずりおろして自分が王位につくことを計画していた。バーバレラは女王を助けだした。そしてデュラン・デュランと革命家グループの間に死闘が展開され、共倒れとなって地下都市ソゴは爆破し、潰滅した。バーバレラと黒の女王は、天使パイガーに抱かれ、地球にむかった。