Полностью сюжет стал известен только в день начала продаж. После прохождения игры становится понятно, что за годы разработки сюжет кардинально так и не поменялся. Ролики 1998 и 2001 годов демонстрировали Лас-Вегас, пустыню Невады, дамбу Гувера и вагонетки, однако все это изменилось в достаточной степени. Игра начинается в мужском туалете. Дюк мочится, а затем проходит небольшой брифинг с солдатами EDF (Earth Defence Force). Оказавшись на футбольном поле, Нюкем в одиночку сражается с инопланетным императором Циклоидом (Cycloid) и, убив, забивает его вырванным глазом гол (это явная отсылка на финал предыдущей игры). После победы на экране появляются финальные титры, камера отдаляется и становится понятно, что Дюк играет в видеоигру находясь при этом в своём огромном особняке в компании двух симпатичных близняшек Холсен. Они предлагают Дюку посмотреть их новое музыкальное видео, но неожиданно трансляция прерывается. Диктор сообщает, что над Лас-Вегасом висит огромный инопланетный корабль. Выйдя в холл, Дюк видит его в окно. Пройдя по своему небоскребу в телестудию, Дюк узнает, что съемка телешоу с его участием отменена. Спустившись в свое тайное убежище, Дюк принимает сеанс видеосвязи с генералом Грейвсом и президентом США и получает задание не вмешиваться в происходящее, пока президент пытается вести переговоры с императором Циклоидом. В здании появляются инопланетные штурмовики и свинокопы. Дюк вооружается и следует к турели, с помощью которой он сбивает главный инопланетный корабль — Mothership. Тем временем пришельцы помещают земных женщин в коконы для транспортировки в неизвестном направлении. Пробравшись по своему отелю и казино, Дюк оказывается уменьшенным и часть пути проделывает на игрушечном автомобиле. Вернув свой привычный рост, Дюк защищает от нападения инопланетян своих близняшек, но их всё же похищают, и он отправляется их спасать.