- 一年战争已告一段落的三年后，基于地球联邦军重建计划而被提议的“高达开发计划”开始执行，其中的两台原型机RX-78GP01与RX-78GP02A为了实施性能测试而搬运至澳大利亚托林顿基地，但是吉恩残党查知此项计划，并且袭击该基地企图夺取装载有核弹的GP02A。曾经被称呼为“所罗门的恶梦”的吉恩军王牌机师阿纳贝尔•卡多少校（又译为阿纳贝鲁•卡图）成功的搭上了GP02A，但是在企图脱离的GP02A面前，新手测试驾驶员浦木宏驾驶了GP01拦阻，揭开了宇宙世纪0083年迪拉兹纷争的序幕。
- 本片由三段互无关联的故事组成。《她的回忆》：2092年，由伊瓦诺夫领导的太空垃圾回收飞船在返航途中接收到来自“宇宙坟场”的求救信号，特殊的是，信号中掺杂着歌剧《蝴蝶夫人》的唱段。队员汉兹与米格尔前往施救，却进入了一位歌剧演员艾娃的回忆，这些栩栩如生的回忆场景对船员们产生了威胁；《最臭兵器》：供职于制药公司的小职员田中信男拖着病体赶回公司，无意中服用了公司与军方合作的实验药品。自此信男成为了制造致命臭气的肉身工厂，对此毫不自知的信男却按照上司命令将药品样本送往东京总部，一路上引起大面积恐慌，军方不得不派出大批军队半路截杀信男；《大炮之街》：在一座由蒸汽驱动的城市中，一家三口展开了一天的生活。母亲去制造炮弹的工厂上班，父亲在炮台担任装填手，小儿子在学校里学习与大炮相关的知识。炮台不停开炮，但敌人的身影却始终没有出现……
- 某年夏天，六年级小学生裕太（武井证 配音）独自来到位于深山的萤之丘水库。当年他曾和父亲来到这里捉独角仙，一年前父亲意外去世，曾留下无数美好回忆的水库，对他来说自然别有一番意义。在此期间，他遭遇罕见的暴雨，结果不小心跌落水库。幸运的是裕太成功获救，在一个古色古香的小村庄里，他结识了可爱天真的小女孩纱荣子（木村彩由实 配音）。偶然间裕太发现，自己正身处昭和25年（1950），而这里正是后来沉入水库的小村庄。意外穿越时空三十年，对裕太来说究竟意味着什么呢？ 本片根据网络作家川口雅幸的同名原作改编。
- 来自异次元的种族MU占领了东京，并将城市隐藏在巨大的防护壁之后，他们欺骗在东京生活的人们他们已经成为世界上仅存的人类。在防护壁之外，名为“TERRA”的反MU组织声势渐渐壮大。某日，在同MU激烈交火之时，一位名为神名绫人（下野紘 配音）的平凡少年意外的来到了位于东京湾的地下神殿之中，在这里，绫人见到了巨型机器人“Rahxephon”，并且成为了它的驾驶者。 在神秘女子的紫东遥（久川绫 配音）的带领下，绫人来到了防护壁之外，加入了TERRA，并且在那里遇见了名为如月久远（桑岛法子 配音）的女子。MU组织对TERRA发起了进攻，当TERRA的存亡陷入危机之中时，绫人再一次驾驶着Rahxephon，成为了这个组织的救世主。
