頻繁に発生する人間蒸発事件を宇宙人の仕業と断定した地球防衛軍は、精鋭チーム“ウルトラ警備隊”に出動を要請する。早速、捜査を開始したフルハシ隊員とソガ隊員の前に突如現れ、警告を発する謎の風来坊。彼はモロボシ・ダンと名乗り、宇宙人を迎撃するために有効な作戦を提案した。果たして、彼の正体は？

宇宙ステーションV3から一時帰還したイシグロ隊員。彼の自宅まで送り届けたダンは、イシグロ邸の庭で、地球には存在しないはずの“チルソナイト808”を発見する。その夜、イシグロ邸付近で人間が襲われる事件が続発する。この事件と“チルソナイト808”の関係は？ 同じころ、イシグロの妻は夫の異変に気づく。

木曽谷付近に謎の物体が落下し、ダンとフルハシが調査に向かう。謎の物体とは宇宙船であった。船内に入ったダンは謎の少女によって、ウルトラアイを盗まれてしまう。やがて、付近の湖から怪獣エレキングが出現する。ダンはカプセル怪獣ミクラスを立ち向かわせるが、エレキングの電気攻撃には歯が立たない！

地球防衛軍が誇る最新鋭の科学調査艦マックス号が、相次ぐ船舶消失事件の調査を開始したが、こともあろうにそのマックス号まで消失してしまう。行き先はなんと、宇宙空間だった。地球侵略を企むゴドラ星人の仕業だ。フルハシに化けて地球防衛軍基地に潜入したゴドラ星人をダンは見破るが、カプセルに閉じ込められてしまう。

世界的な科学者ユシマ博士が来日した。地球防衛軍極東基地に、自らが開発したユシマダイオードを取りつけるためである。だが、ユシマ博士はすでにヴィラ星人によって洗脳されていた。これにいち早く気づいたダンが危険を訴えるが信用されず、それどころか疑いをかけられ拘束されてしまう。危うし地球！

アンヌ隊員のプライベート・ルームに謎の黒い影が出現した。黒い影は、自分の正体は宇宙人であり、危害を加えるつもりは全くないのだと語った。そのころ、宇宙空間都市ペガッサから、システムトラブルが発生したため、地球の軌道を変更してほしいという連絡が入っていた。このままでは地球と衝突するというのだ！

謎の怪物が出現、次々と市民を襲っていた。犯人は、キュラソ星の凶悪犯303号だと判明する。母星から脱獄・逃亡し、地球へやって来たのだ。これ以上の犠牲者を出さないために、ウルトラ警備隊は監視体制を強化した。だが、必死の逃亡者キュラソ星人は、意外な奇策で逆襲に転じた…！

北川町で、人間が突然暴れ出すという事件が続発した。時を同じくして旅客機の墜落事故が発生するが、そのパイロットも北川町の住人だったという。北川町で、いったい何が起きているのか。ウルトラ警備隊の調査が開始されるが、調査から戻ってきたフルハシ隊員までが暴れ始めた。どうやら、原因はタバコにあるらしい…。

ある夜、パトロール中のフルハシ隊員が、謎の美女に襲われた。どうやら、敵の本当の狙いはモロボシ・ダンだったらしい。その目的は何か。ダンは調査中に、精巧な玩具を売っている“おもちゃじいさん”に出会う。この老人と美女は、どのように事件に関係しているのだろうか？ 彼らの意外な正体が明らかになっていく。

アンヌ隊員と親しいアキラ少年は、隣人がいつ見ても同じ姿勢で座ったままでいることを疑問に思い、アンヌに連絡した。早速、アキラ少年の家に赴くアンヌとダンだが、ダンの姿はアンヌたちの眼前で消えてしまった。ダンはどこへ？ 実はダンは四次元空間にいた。未知の領域に、苦戦するダン。

岩見山で、若者が原因不明の死を遂げる怪事件が続発していた。ウルトラ警備隊が調査に向かうが、なんとダンまでが若者たちと同じように命を奪われてしまう。悲しみに暮れる警備隊の隊員たち。ダンの弔い合戦が始まった。果たして、事件の裏に潜む侵略者の正体は？ やがて隊員たちは、洞窟の中で“生命カメラ”を発見する。

若い女性が突然昏倒し、死亡する事件が次々に起こった。彼女たちは皆、白血球が著しく欠乏していた。

そして、もう一つの彼女たちの共通点は、地球にはない金属でできた腕時計をしていたことだった。

腕時計を女性たちにさせていたのは、地球に潜入したスペル星人たちで、彼らは、兵器の実験の失敗により被爆し、血液を必要としていたのだ。

スペル星人は、女性の血液よりも子供の血液の方が純度が高いことに気付き、腕時計を渡す対象を子供たちに切り替え、作戦を遂行しようとしたが、ウルトラ警備隊によってアジトを探り当てられると、星人の一人が巨大化して暴れだす。

アイロス星人の宇宙船を追って地球に飛来したのはステーションホーク。キリヤマ隊長と同期で、今は宇宙ステーションV3の隊長となっているクラタが乗っていた。アイロス星人は卑怯にもフルハシ、アマギを人質にとり、身柄と引き換えに宇宙船の燃料を要求する。無法な侵略者を野放しにしてはならない。反撃せよ、警備隊！

東洋一のマンモス港・神戸を中心に、外国人が相次いで殺害されるという事件が発生。被害者はいずれも、六甲山にある防衛センターで開催される会議に出席するために来日した、地球防衛科学班のチーフたちであった。事件は自分たちの星に打ち上げられた観測ロケットを侵略と誤解したぺダン星人の仕業によるものであった。

防衛センターを襲撃したスーパーロボット・キングジョーに対し、撃退法の研究が開始される。ダンは、防衛会議の中心人物であるドロシーを誘拐したぺダン星人と会見し、ドロシーの解放と研究中止を交換条件として提示する。了承したかに見えたぺダン星人側は約束を裏切り、再びキングジョーを神戸港に出撃させる！

3ヶ月前に宇宙局がアンノン星調査のために打ち上げた無人宇宙船サクラ9号が突如地球に帰還したが、着陸後に爆発する。その近辺で特異な形の石を拾った少年に語りかける謎の声。それはサクラ9号による観測を侵略と誤解したアンノン星の知的生命体によるもので、石は彼が地球上で活動するために必要な身体なのだという。

落盤事故が頻発する朝池炭坑で、再び落盤が発生。作業員たちは直ちに避難するが、ペットのネズミを取りに戻った一人の青年が生き埋めとなった。要請を受けたウルトラ警備隊が出動。坑内に閉じ込められた青年、次郎こそ恒点観測のために地球に訪れたウルトラセブンが初めて出会った人間であった。ダンは救出を決意する！

ウルトラ警備隊による、月に一度の特別訓練が行われた。スカイダイビングの訓練中、アマギとソガの消息が分からなくなる。目覚めた2人がいる森は、吸血植物やダニ、大きな蜘蛛のような生物グモンガが生息する場所であった。マナベ参謀は、その森がベル星人が作り出した、獲物を捕らえる「疑似空間」であると語った。

月と地球を磁力線の網で包み込んで、地球外からの侵略者をシャットアウトする「プロジェクト・ブルー」。自称・宇宙の帝王バド星人は、計画の責任者・宮部博士の邸宅地下に潜入、博士を拉致し、計画書類の所在を吐かせるべく博士の妻、グレイスを執拗に狙う。ダンはセブンに変身し、バド星人の円盤に乗り込む！

ダンとソガは頑固爺として知られる国際核研究センターの岩村博士を訪ね、青沢山岳地帯で頻発する地震に関しての協力を求めるが、門前払いをくらう。直後に警備隊が出会った、山岳ラリーに参加の女子大生が持っていた物質。それは地球を形成している核、ウルトニュームであった。岩村博士は愕然となり、地球崩壊を危惧する。

アンヌの友人ルリ子が、誕生日パーティーの最中何者かに誘拐され、捜索中のアンヌは伊豆沖に円盤らしきものを目撃する。間もなくルリ子は発見され、メディカルセンターへ搬送される。その後、彼女の身体に異変が！ それは自分たちの食料を女性の身体を使って培養しようとするブラコ星人の仕業であった！

占い師・安井与太郎がウルトラ警備隊に助けられた。地球防衛軍の動脈ともいうべき兵器開発研究の要・○3（マルサン）倉庫の爆破を予言した安井は、シャドー星人に命を狙われていると主張する。警備隊の調査が徒労に終わる中、キリヤマだけは安井の口にした「明日を捜す」ことにこだわり、単独で調査を続行する。

母親が病気だという嘘の報を受けたフルハシが北海道に帰郷する最中、北極圏で防衛軍のパトロール機が民間航空機と衝突する事故が発生。帰還したフルハシが調査のために出動するが、彼のウルトラホーク3号が操縦不能に陥る。北極圏占拠を狙うカナン星人が、特殊な光線でメカの機能を狂わせ、航空事故を引き起こしたのだ！

地球防衛軍極東基地周辺を異常寒波が襲い、基地機能が完全に麻痺してしまった。足止めを食らったパトロール中のダンは、人間以上に寒さに弱いため体力を消耗してしまう。地球を第3氷河時代に陥れようとするポール星人は、目障りな地球防衛軍とウルトラセブンに先制攻撃を仕掛けてきたのだ。絶体絶命の危機！

地球防衛のための惑星攻撃用超兵器「R1号」が発射された。目標は生物がいないと観測されたギエロン星。実験は成功を収めるが、地球人の過剰なまでの戦略兵器開発を素直に喜べないダン。やがて、ギエロン星から地球を目指して飛んでくる影。R1号の放射能の影響で変異したギエロン星獣だった！

防衛軍の通信隊員・野川は、朝日沼において謎の宇宙船に捕らえれてしまった。ボーグ星人は野川の脳に催眠プレートを埋め込み、さらには強力な爆弾を持たせて基地に帰す。星人の狙いは防衛軍の隊員たちが集中する午前6時に基地を爆破することであった。それを辛くも防いだセブンとボーグ星人の力と技の応酬が展開される！

防衛軍が開発した高性能爆薬「スパイナー」が実験場に運送途中、襲撃を受けた。ウルトラ警備隊はラリーに紛れて爆薬を運ぶことになり、ダンとアマギがその任務につく。しかし、その情報をキャッチした謎の宇宙人は執拗に二人の車を狙う。それらをかわして輸送に成功、実験が行われようとした時、恐竜戦車が突如出現した！

京南大学が教材用科学衛星の打ち上げに成功したが、防衛軍はそのことに対し不審を抱く。ソガは大学に在籍する婚約者の冴子を通じて、一の宮という青年が関わっていることを知る。一の宮が心酔する物理学教授・仁羽の目的は防衛軍の戦略資料を母星に持ち帰ることであった。深夜のキャンパスでセブンとプロテ星人が対決する！

防衛軍の野戦訓練が実施されることになった。その前日、警備隊に配属された候補隊員のアオキは、自身の優秀さを誇示し、ダンに対し異常なライバル心を燃やす。パトロール中にプラチク星人の宇宙戦車を発見するアオキだったが彼はそのことを報告しなかった。彼は自分だけの力で「栄光」を手中にしようと画策していたのだ。

原因不明の血小板減少のために倒れた少女・香織は、その夜から血液を求める奇怪な行動を見せる。彼女の体内に侵入した宇宙細菌ダリーが血液中のフィブリノーゲンを食い荒らしているのが原因だ。ダンはミクロ化して香織の体内に潜入、ダリーを直接退治しようとするが、人間の体内という「未知の世界」に苦戦を強いられる。

アステロイド・ベルトから離脱した小惑星は、何者かによって遠隔操作された島のごとき無人基地で、そこから発せられる強力な電磁波のために防衛軍の基地機能が麻痺寸前に陥る。真っ直ぐに防衛軍基地を目指す「散歩する惑星」を調査する警備隊の前に出現する怪獣リッガー。ダンはカプセル怪獣アギラで迎え撃つ！

世界中の防衛軍秘密基地の情報が収められたマイクロフィルムが極東基地に移送された。時を同じくして、防衛軍基地周辺で頻発する奇怪な交通事故。被害者は皆、身元不明の死体で、何者かが蘇生して動かしていたのだ。その夜、収容された死体から霊が抜け出し、金庫からマイクロフィルムを持ち出し始めた！

深夜、第6管区をパトロール中にダンとソガが消えた。翌朝、同地区のビル街が一区画、丸ごと消失する。ウルトラ警備隊に会見を求めてきた霊媒師の口を通じて語り出した宇宙生物ダンカンは、一時的な宇宙乱流を避けるために地球に侵入したが、そのまま強引に居座ろうとしていたのだ。やがて彼らに洗脳されたダンは…！

地球防衛軍の月面基地が謎の爆発を起こし、ダンとキリヤマが調査に出発し、宇宙ステーションV3からもクラタが現地に向かった。クラタに同行したシラハマ隊員は、実は3年前にキリヤマとクラタのコンビによって全滅させられたザンパ星人の生き残りで、二人が揃う機会をずっと窺っていたのだ。月面における復讐劇の行方は？

防衛軍の射撃大会で優秀な成績を収めた隊員たちが、人工太陽計画の最高責任者であるリヒター博士の警護を命じられる。しかしメンバーの一人、参謀本部のエリートでソガのライバルでもあるヒロタ隊員は、侵略者ぺガ星人の指令で動くスナイパーであった。ソガはヒロタを説得するが受け入れられず…。

地球に侵入した円盤を追跡したダンは、搭乗していた少女・マヤの襲撃を受け、ウルトラ・アイを盗まれてしまった。マゼラン星人はセブンの動きを封じ、巨大な恒星間弾道弾を発射して地球壊滅を目論む。母星からの迎えを信じて待ち続けるマヤに対し、ダンは母星が彼女を見捨てたことを告げる…。

箱根山中で自動車30台が消失する事件が発生。母星の物資を使い果たし、地球の鉄資源を強奪にやって来たバンダ星人のコントロールするロボットの仕業であった。ウルトラ警備隊は爆弾を搭載した自動車を使っての殲滅作戦を展開。一方、アンヌの友人の弟・治の手術に立ち会う約束をしたダンは、病院に向かおうとするのだが。

怪獣アロンと戦うウルトラセブンを探るように見つめる複数の眼。それは地球侵略を企むガッツ星人であった。彼らはセブンの能力を調べ上げることによってこれを倒し、公開処刑して人類に精神的ダメージを与えようと計画していた。ダンはガッツ星人の挑発を避けていたが、星人の執拗な追撃にやむなくセブンに変身する！

セブンの捕獲に成功したガッツ星人は夜明けとともに処刑すると通告。ウルトラ警備隊はセブンがエネルギー切れで動けないことを知り、マグネリュームエネルギーを与え、復活させようと考える。それに必要なダイモード鉱石をフルハシと、妹の友人であるレーサーの夏彩子が持っていた。その情報をキャッチしたガッツ星人は…！

伝説の動物・河童が出没するという噂を聞きつけた河童の愛好グループ「日本河童クラブ」のメンバーが伊集湖に出向いた。同じ頃、未確認飛行物体の調査にウルトラ警備隊も出動するなか、同クラブのメンバーの一人・竹村が何者かに殺害された。河童に瓜二つの容貌を持つ宇宙人が地球侵略の目的で湖に潜伏していたのだ！

休日に海水浴を楽しんでいたダンとアンヌの目前で、海洋開発センターの海上基地・シーホース号が爆沈した。直前に事件を予告してきた少年・真市は、地球の先住民ノンマルトが事件を起こしたと語る。現在の地球人はかつてノンマルトを海底に追いやって、地球を我がものにしたというのだが…。

防衛軍が開発した全自動制御の宇宙ロケット「スコーピオン号」の試験飛行が実施された。20日間の睡眠状態から覚めたダンとソガが辿り着いた場所は、ロボットが住民を支配する「第四惑星」であった。同星の総合センター長官に接見したダンとソガは、地球が第四惑星に植民地支配される危機にあることを知る。

深夜、巡回中の警官がゴリラ級の大男に撲殺された。事件究明のために、ダンとアンヌはモンキーセンターを訪問。アンヌと旧知の真山博士は好意的に彼らを迎えるが、博士は女性助手とともに侵略者ゴーロン星人に洗脳されていた。星人の目的は地球人の脳を猿のものと交換して地球を猿人だらけの惑星に作り変えることであった！

下町の工場街に住むフクシンは天体観測だけが生き甲斐の気の弱い青年。ある夜、フクシンは夜空に大挙して押し寄せる大円盤群を発見し、防衛軍に通報するが、異状は観測されなかった。実は密かに地球にやって来たぺロリンガ星人が、不透視バリヤーという特殊なシステムで母星からの大円盤群を星団に偽装していたのだ！

伊良湖岬一帯の不穏な動きを察知した防衛軍は調査を開始。おりしもダンとアンヌが目をつけた「水中翼船の女」こそ、侵略者サロメ星人であった。彼女はダンを誘い出して拉致・監禁する。彼らの目的は「ウルトラセブン」であった。ダンから自白させたウルトラビームの秘密を組み込まれたセブン型ロボットが今、出撃する！

団地に住むサラリーマン・佐藤は酔って帰宅した深夜、家族や隣人から「誰なのか知らない」と言われ途方に暮れる。やがて彼の姿は消えた。佐藤からの通報を受けていたウルトラ警備隊は調査に乗り出す。ダンとフルハシはフック星人が夜な夜な住民を建物ごと入れ替え、団地を宇宙人居住区にしようと企てていることを知る…。

過去の激しい戦いによって、セブンの身体は多くのダメージを受け、これ以上地球にとどまることは死を意味した。ダンは体調不良のため、不覚にもゴース星人の地球への侵入を許してしまう。星人はアマギを捕らえ、さらに怪獣パンドンを送り込んで、ウルトラ警備隊に襲いかかる。ダンは消耗した身体でセブンに変身するが。

パンドンを辛くも退けたセブンは、負傷によって体力をさらに消耗してしまった。ゴース星人はアマギを介して地球防衛軍に対し全面降伏を強要。ウルトラ警備隊は敵の基地を探索し、アマギを犠牲にしての攻撃を決定した。忍び寄る死神の影を振り払うように、ダンは最後の変身を試みる。だが、そこにアンヌが現れて…。