L’histoire commence là où Serious Sam: Second Encounter l’avait laissée, avec Sam en partance pour la planète Sirius pour y botter les fesses de l’impitoyable Mental qui y a élu domicile. Sur sa route, il est contacté télépathiquement par le Grand conseil des Sirian, une civilisation en voie d’extinction, qui veut l’aider à éliminer Mental pour faire renaître Sirius. À notre héros de retrouver les fragments d’un médaillon mystique éparpillés dans toute la galaxie, qui lui conférera la puissance nécessaire pour anéantir l’immonde Mental.