奥特战士们的故乡——M78·星云“光之国”遭到神秘敌人的突然袭击，年轻战士赛罗奥特曼对自己的力量过于自信，一度陷入危机。在父亲赛文奥特曼的帮助下，赛罗奥特曼成功突围并消灭了敌人。为了弥补自己的草率，赛罗奥特曼只身一人担负起一探敌人真正身份的任务。他戴着父亲给予他的万能物品——赛罗手镯，向着未知的宇宙空间，独自踏上旅途。
在经历艰苦的旅途后，赛罗奥特曼到达了一颗行星。在拯救遭遇巨型机器人兵团蹂躏的行星上的人们时，他和身负重伤、奄奄一息的青年“岚”以及他的弟弟“小治”相遇。赛罗奥特曼被岚的勇气所感动，与他合为一体，以岚作为人类形态，拯救了岚的生命。之后，通过与行星艾斯美拉鲁达的公主艾美拉娜的会面，赛罗奥特曼知晓了敌人的真正身份……操控谜一般的敌方军团的幕后黑手，是“银河皇帝贝利亚”！曾被奥特战士们齐心打倒的邪恶奥特战士贝利亚复活了！他构筑起强大的银河帝国，展开了称霸宇宙的征程！
与岚一心同体的赛罗奥特曼，为了粉碎皇帝贝利亚的野心，和小治、艾美拉娜公主一同乘坐宇宙飞船——皇家宇宙船，穿梭于浩瀚的宇宙之中！等待着向贝利亚银河帝国发起挑战的赛罗奥特曼和他的伙伴们的将会是……？