Im Jahr 40000 hat es seit Ewigkeiten keinen Krieg mehr gegeben. Und das soll auch so bleiben. Darum bekommt Barbarella, erfolgreiche und hoch bezahlte Astro-Agentin vom Präsidenten der Erde den Auftrag, den Wissenschaftler Duran Duran 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. Doch schon bald durchkreuzen Abstürze, Explosionen sowie Kämpfe gegen Roboter und Monster sowie eine Gefangennahme. Erst mithilfe des Untergrundführers Dildano, der die Schöne und den blinden Engel rettet, stößt das Weltraumexpeditionsteam auf den gesuchten Duran Duran...

Roger Vadim gilt als "Entdecker" so schöner Frauen wie Brigitte Bardot, Catherine Deneuve und Jane Fonda. Mit ihr führte er seine dritte Ehe (1965-1973) und gab ihr die Hauptrolle in seinem frivolen Sciencefction-Abenteuer. Fonda verliert hier nicht nur nach und nach ihre Klamotten, sondern wartet auch mit einem inzwischen legendären Striptease in der Schwerelosigkeit auf. Die offenen sexuellen Anspielungen und pubertären Späße weisen "Barbarella" als Vorboten der sexuellen Revolution der späten Sechzigerjahre aus. Genau wie bei der gleichnamigen Comic-Vorlage von Jean-Claude Forest wird Sex hier jedoch weniger als das Bewusstsein verändernde revolutionäre Praktik verstanden, sondern durchaus als Verkauf förderndes Marketinginstrument für ein erwachsenes Publikum. Gerade dieser Unernst sicherte den kommerziellen Erfolg, machte "Barbarella" zu Amerikas sexy Exportartikel und verhalf Hauptdarstellerin Jane Fonda zum internationalen Durchbruch. "Barbarella" war allerdings nicht die einzige Zusammenarbeit der Eheleute: Zuvor drehten die beiden "Der Reigen" (1964) und "Die Beute" (1966), und 1968 entstand der Episodenfilm "Außergewöhnliche Geschichten", an dem neben Vadim auch die Regisseure Federico Fellini und Louis Malle beteiligt waren.