Một thời gian dài sau khi những sự kiện trong Borderlands 2 kết thúc (trong cốt truyện, các sự kiện trong Borderlands: The Pre-Sequel diễn ra trước Borderlands 2), thành phố bay Sanctuary đã bị phá hủy khiến Lilith và những người còn sống sót của lực lượng Crimson Raider phải sử dụng những căn cứ tạm thời. Lilith muốn tìm đến những Vault đã được đánh dấu trong dải thiên hà để ngăn người khác dùng chúng vào mục đích xấu xa, nhưng để làm được điều này, họ phải tìm lại được chiếc chìa khóa chứa bản đồ các Vault đã bị thất lạc.

Sau vài năm tìm kiếm, Crimson Raider chẳng những không tìm được manh mối nào mà còn bị… thụt lùi khi phải đối đầu với một thế lực mới trỗi dậy là Children of the Vault. Do hai chị em Tyreen Calypso và Troy Calypso – các streamer bị bệnh vĩ cuồng – thành lập. Children of the Vault (COV) xem Crimson Raider là kẻ thù, bởi hai chị em này cũng muốn chiếm lấy các Vault mà Crimson Raider của Lilith đang tìm kiếm. Chúng tấn công các căn cứ của Crimson Raider và phá hoại hoạt động của họ, khiến tình thế càng trở nên gian nan cho Lilith. Thật may mắn là vào lúc này, Crimson Raider tìm được sự trợ giúp mới: bốn Vault Hunter mà Marcus chở về trên chiếc xe khách cọc cạch mà game thủ đã quen thuộc từ bản Borderlands đầu tiên.

Cùng với những người đồng đội mới, Lilith và những người còn sống sót của Crimson Raider lên chiếc phi thuyền Santuary 3 để bay vào vũ trụ, tìm đến những Vault mà họ đã nhìn thấy trong tấm bản đồ cuối phần 2. Cuộc phiêu lưu mới vào những biên cương xa xôi bắt đầu kể từ đó.