人類殲滅をもくろむ機械帝国ガルファが地球に侵攻。ガルファの戦闘用ロボット・機獣の襲撃で、星見町は大混乱に陥る。そのとき、星見町に住む2人の少年、銀河と北斗の前に、巨大ロボット・電童が出現。2人は電童のコクピットに乗り込み、機獣と戦うことになるのだった！

謎の女性・ベガの助けもあり、銀河と北斗は機獣を倒すことに成功した。2人はそのまま地球防衛組織・ギアの本部へと招かれ、渋谷長官から電童のパイロットに選ばれたことを告げられる。それを聞いて銀河ははしゃぐが、北斗は対照的に消極的な態度を見せる。

電子生命体・データウェポンをめぐって、電童は機獣と争いを繰り広げる。苦戦しながらも機獣を倒す電童だったが、そこに電童と同型の巨大ロボット・騎士凰牙が敵として現われる。凰牙のパイロット・アルテアの戦闘能力に銀河と北斗は太刀打ちできず、電童は大ピンチに陥る。

エネルギーの切れた電童は凰牙に捕獲され、ガルファの前線基地・螺旋城に連れて行かれた。銀河と北斗は檻に閉じ込められ、捕まった責任をお互いになすりつけ合う。一方、螺旋城に侵入したベガは2人の脱出を助けようとするが、アルテアの名前を聞いて動揺の色を見せる。

北斗と契約したデータウェポン・ユニコーンドリルの力を得て、電童は地球へと帰還した。ユニコーンの力は絶大で、新たなデータウェポンを狙って現われた3体の機獣を、電童はあっさりと撃破する。だが、ベガはユニコーンの力に頼った電童の戦い方に危機感を覚える。

凰牙に完敗を喫したことで、銀河は自信を喪失する。そんなとき、データウェポン・レオサークルが出現しガルファの機獣が動き出すが、銀河は電童で出撃することを拒む。だが、機獣が向かっているその場所に、ちょうど銀河の母と妹が出かけていることが判明する。

銀河と北斗は出撃で授業などから抜け出す機会が増える。2人がパイロットであることは秘密のため、出撃のたびにウソの理由を説明することとなり、北斗は心苦しく感じていた。そんなある日、北斗は父親と約束していたサッカー観戦に行こうとするが、機獣の出現で行けなくなる。

銀河と北斗が通う学校で避難訓練が行われる。ところが、学校のコンピュータにレオサークルが侵入した影響で、学校中のシャッターが突然閉鎖。銀河と北斗は転校生のエリスと一緒に、校舎に閉じ込められてしまう。そこへ、ガルファの機獣が現われ、校舎の破壊を開始する。

電童は宇宙空間でレオサークルの力をテストし、隕石を破壊する。その破片が地球へ落下するが、その中には機獣よりも遙かに手強いガルファの機士が潜んでいた。一方、ギアの新隊員となったエリスはデータウェポンの研究を進めるが、誤ってウェポンたちを逃がしてしまう。

データウェポンを失った電童では、凰牙や機士には勝てない。エリスはデータウェポンを引き寄せる物質を突き止め、なんとか捕獲しようとする。だがウェポンを捕まえるよりも先に、電童が出てこなければ世界中の都市を破壊するという、アルテアからの脅迫状が届く。

アルテアは凰牙と6体の機士で星見町を襲撃し、電童をおびき出そうとする。これに対し北斗たちは、発進用のチューブに敵を誘い込んで一網打尽にする作戦を立てるが、凰牙と機士1体を取り逃がしてしまう。エネルギー切れ寸前の電童は、凰牙と機士の攻撃に追いつめられる。

記憶を取り戻しかけたアルテアは、ガルファ本星に運ばれる。一方、北斗たちはこれまでの戦いを振り返りながら、データウェポンの謎について話し合う。ギア本部でも螺旋城攻略用の新兵器開発が行われるなど、次なる戦いに向けた準備が着々と進む。

報道記者をしている銀河の父・源一が、フランスから帰国する。彼が帰国した目的は、電童のスクープ記事をものにするためだった。源一の目的を知ったガルファの3チップスは、重機獣を呼んでわざと電童を出撃させ、源一に基地の位置を探らせようとする。

ガルファの機獣に発電施設を破壊され、地球は電気不足に見舞われる。北極に潜む機獣を倒すため電童が出撃するが、電童の消耗を狙ったガルファの思惑に乗ってしまうことに。民間への電力供与とダミー機獣への攻撃で、電童を動かすための電池は底をついてしまう。

銀河と北斗は学校の先生にギアコマンダーを没収されてしまう。ギアコマンダーを取り戻すため、エリスも加えた3人で夜の学校に忍び込むが、最近出没している学校荒らしと出くわすことに。3人はエイリアス化したユニコーンの力を借りて、学校荒らしをやっつける。

新たな強敵ラゴウの解析が進められ、電童との決定的なスピード差が判明する。一方、北斗、銀河、エリスの3人はささいなことから大ケンカに。意地になった3人は誰も自分から仲直りしようとせず、見かねたデータウェポンたちは3人を仲直りさせようと、ある作戦を立てる。

レオサークルはエイリアス状態で居眠りしていたところを、銀河の妹・乙女に見つかる。乙女はすっかりレオを気に入り一緒に遊ぶが、その姿を3チップスに発見され、襲われる。銀河と北斗が助けに駆けつけるが、その結果電童のパイロットであることがバレてしまう。

ユニコーンとレオはラゴウが放ったウィルスに冒され、消滅の危機を迎えていた。ウィルスを除去するにはラゴウの体のサンプルを得て、データを解析するしかない。銀河と北斗は以前の戦いで切り落としたラゴウの足を回収するため、足が沈んでいる日本海溝へと向かう。

電童はラゴウから直接サンプルを回収するため月へと向かう。罠を仕掛けてラゴウを捕らえる電童だが、重機獣の邪魔が入ってラゴウが罠から逃げてしまう。必死の努力もむなしくついにユニコーンとレオが消滅したそのとき、謎の少女が現われ新たなデータウェポンが誕生する。

螺旋城に帰還したアルテアに挑発され、ガルファの機将・ギガウィッターが出撃する。一方、地球では吉良国に見合い話が持ち上がるが、その見合い相手はなんと同僚の愛子だった。2人の見合いが進む中、ギガウィッターの強力なジャミングにより、ギア本部はその機能を喪失する。

北斗と織絵は西園寺稔の元を訪れる。西園寺は17年前にベガを拾い、織絵と名付けて育てた人物だった。西園寺は織絵に、兄であるアルテアと戦うことへの覚悟を問う。その翌日、アルテアが2体の機士とともに螺旋城から出撃し、織絵はベガとして迎え撃つ。

アルテアはベガを宇宙戦艦アルデバランへと連れ去り、自分に協力するよう説得する。ベガが協力を拒否するとアルテアは地球の殲滅を宣言し、凰牙で出撃する。電童が迎え撃つが、アルテアが織絵の兄であることを知った銀河と北斗は、戦意を喪失してしまう。

ベガを連れ去られた上にすべてのデータウェポンを奪われ、銀河と北斗は無力感に包まれる。だが、銀河の母に励まされてベガの救出に向かうことを決意し、武装を強化した電童でアルデバランへと向かう。そこに凰牙が立ちはだかり、データウェポンを使って電童を攻撃する。

誤射に見せかけた機将・ギガグルメイの攻撃で、アルデバランは大破。ベガを救うためアルデバランに戻ったアルテアは、本当の記憶を取り戻す。アルテアはベガとデータウェポンを電童に託し、爆発の中に消え去る。電童はベガを連れて脱出するが、ギガグルメイの追撃を受ける。

負傷したアルテアは、凰牙と自分のデータウェポンを北斗たちに託す。一方、螺旋城はギアとデータウェポンを地球ごと破壊するべく、地球への落下コースに入る。銀河は電童に、北斗は凰牙にそれぞれ乗り込み、無数の機獣を展開した螺旋城を宇宙空間で迎え撃つ。

螺旋城を撃破した祝勝会が草薙家で開かれる。だが、平和な日々が戻ったのも束の間で、ガルファ皇帝の息子スバルが地球へと迫っていた。スバルは2体の機士にレーダーサイトを破壊させ、後見人のゼロとともに密かに地球への降下を果たす。

ゼロは6機士の残骸が保管された防衛軍の地下施設へと潜入し、残骸を利用した強力な機士を誕生させる。基地を守るため銀河は電童を、北斗は凰牙を呼ぼうとする。だがそのとき、アルテアのギアコマンダーを手に入れたスバルも、同時に凰牙を呼ぼうとしていた。

凰牙が自分ではなく北斗を選んだことにスバルは不快感を覚える。一方、カナダの防衛軍基地が機士に襲われ、電童と凰牙が出撃する。その直後、日本でも機士が出現したため、電童がカナダの、凰牙が日本の機士を撃破に向かう。だがそれは、戦力の分散を狙ったゼロの作戦だった。

ギア本部は行方不明となった北斗と凰牙の捜索に全力を挙げる。やがて凰牙発見のしらせが入り電童が急行するが、ガルファによって洗脳された北斗は銀河と電童を敵とみなす。銀河の手の内を知る北斗は容赦のない攻撃を浴びせ、凰牙のファイナルアタックが電童に向けて放たれる！

北斗と戦うことを苦悩する銀河に、アルテアは「北斗を取り戻すことができるのはお前だけだ」と告げる。決意を固めた銀河は電童で出撃し、北斗が乗る凰牙と激しい闘いを繰り広げる。お互いの攻撃でコクピットは剥き出しとなり、2人はギアを降りて素手でケンカを始める。

洗脳の解けた北斗が自分の前から去ったことに、スバルはショックを受けていた。凰牙打倒を宣言した彼は機士レガシーを駆って出撃し、凰牙と戦いを繰り広げる。北斗はスバルを敵と思えず説得しようと試みるが、ゼロはレガシーを自爆させて、スバルごと凰牙を消し去ろうとする。

ギア本部に収容されたスバルは北斗やギアの人々と触れ合ううちに、人間らしさを取り戻していく。一方、本格的な活動を開始したゼロはギアの全支部を破壊し、さらにギア本部へと侵入。ギア本部から逃げ遅れたスバルを守るため、アルテアとベガはゼロに戦いを挑む。

ベガとスバルは宇宙船メテオを起動させ、崩壊したギア本部からの脱出に成功する。電童と凰牙がメテオを守るが、ついに真の姿を現わしたゼロの戦闘力はあまりに圧倒的だった。大ピンチに追い込まれた北斗たちを見て、スバルはメテオの主砲をゼロに向けて発射する。

ベガとアルテアの故郷でもあるガルファ本星が、地球に向けて接近していた。地球を救うには本星の中枢を破壊するしかない。ギアのメンバーたちはメテオに乗り込み、世界中の期待を背負って出撃する。まず本星を守るバリア衛星を攻撃するが、その前にゼロが立ちはだかる。

ベガが乗るバルハラが被弾し、ガルファ本星に降下する。凰牙もバルハラを追って本星に降りるが、そこに美しい自然が広がっていたことに北斗は驚く。本来ガルファは自然の生態系を守る管理コンピュータだったのだ。それがなぜ暴走したのか、ベガはその経緯を語り始める。

北斗とベガはアルクトス人の生き残りと出会う。アルクトスの神官アルゴはガルファに関する伝説を引用し、7体目のデータウェポンなしにはガルファは倒せないと話す。一方、銀河たちも本星を守るバリアを消滅させるべく戦い続けていたが、ゼロの攻撃で電童は危機に陥る。

7体目のデータウェポン・フェニックスエールは、北斗の頭の中に潜んでいた。北斗、銀河、アルテアの3人はフェニックスと契約を交わすが、それだけではガルファ皇帝を倒すことはできない。北斗と銀河は電童に、アルテアは凰牙に乗り、それぞれ最後の敵との戦いが始まる！