電影在法國(guó)展開，反派與空中都市王子（諏訪部順一配音）攜一名嬰兒乘坐飛艇時(shí)遭遇空賊劫持，魯邦三世中途現(xiàn)身爭(zhēng)奪寶物。少女空賊尤緹卡（石川由依配音）攔截魯邦未果反遭冒犯，憤而掌摑致其墜落塞納河。魯邦意外帶著嬰兒及一塊記載空族寶藏位置的水晶返回?fù)?jù)點(diǎn)，與次元大介陷入撫養(yǎng)嬰兒的窘境，并在盜竊中持續(xù)攜帶此物。錢形幸一警部循跡追蹤至羅馬，因魯邦關(guān)聯(lián)性被反派勢(shì)力策反奪嬰。反派秘書真實(shí)身份為峰不二子（澤城美雪配音），其立場(chǎng)成謎。魯邦與次元遭追捕逃入古羅馬斗獸場(chǎng)期間，尤緹卡趁機(jī)奪回嬰兒返航基地，魯邦緊追至空賊據(jù)點(diǎn)后揭露內(nèi)部叛徒。最終族長(zhǎng)（菅生隆之配音）引爆基地與敵人同歸于盡，魯邦、次元及尤緹卡攜嬰兒逃脫。該片揭示嬰兒身份為空族末裔公主，水晶實(shí)為開啟天空之城遺產(chǎn)的關(guān)鍵信物。