La banda llega en mitad de una tormenta al Nuevo Mundo y enseguida tienen problemas para controlar las cambiantes condiciones atmosféricas que se encuentran. Cuando consiguen un momento de descanso, descubren que tienen un pequeño intruso en el barco que les roba la comida. Se trata de Lily, una gigante que comió la Mini Mini no Mi lo cual le permite cambiar el tamaño de su cuerpo. Tras hacer amistad con Luffy, ésta les cuenta que está esperando a su padre, el famoso cocinero Panz Fry, que va camino de Impel Down tras ser capturado por la Marina. Luffy se compromete en ayudarla a liberarle sin saber que otra organización también está interesada en el padr de Lily.

El comboy de la Marina que lleva al padre de Lily aparece y Nami idea un plan para rescatarlo. Pero cuando la operación para liberar a Panz Fry se está llevando a cabo, aparece por sorpresa el ejército de la Neomarina, cuyo objetivo es eliminar a todos los piratas del Nuevo Mundo cumpliendo los deseos de alguien llamado Z. Es entonces cuando hay un enfrentamiento a tres bandas entre la Marina, la Neomarina y la banda de los Sombrero de Paja.

En pleno rescate de Pranz Fray, y mientras Luffy y Zoro se enfrentan a Shuzo y al vicealmirante Momonga, aparece la Thrust-up Stream y causa estragos aniquilando los buques de la Marina. Milagrosamente Franky y Nami consiguen sacar a todos los suyos de allí y ponerse a salvo en un arrecife. Aunque el descanso es corto ya que Shuzo va tras ellos.

Shuzo envía a su ejército como kamikazes para enfrentarse a los Sombrero de Paja antes de salir de su submarino y enfrentarse él mismo a Luffy, en un combate en el que va ganando terreno. Lily acaba por error en el interior de Luffy, hecho que aprovecha para crecer y darle ventaja a un Luffy gigante en su combate contra Shuzo.

La banda empieza su viaje por el Nuevo Mundo soportando las inclemencias del tiempo, que les lleva hasta una extraña isla volcánica rodeada de un mar de fuego. Es entonces cuando reciben una llamada de auxilio desde la isla y Luffy decide ir, llevándose con él a Zoro, Nico Robin y Usopp. Muy lejos de allí, el buque de la Marina perteneciente al G-5 de Smoker, intercepta esa llamada y pone rumbo a Punk Hazard para atrapar a la banda del Sombrero de Paja. Cuando el grupo de Luffy llega a la isla, descubre un escenario desolado y en llamas, que por algún motivo tiene prohibido el paso por el Gobierno Mundial y la Marina.

Luffy, Robin, Usopp y Zoro desafían a un feroz dragón mientras la batalla se intensifica en Punk Hazard. Y Luffy se encuentra sobre el lomo del dragón durante el ataque, un descubrimiento misterioso se suma al enigma de la isla. Mientras tanto, el peligro acecha al resto de los Sombreros de Paja en el Sunny.

Entre Luffy y Zoro, consiguen reducir al dragón y darle muerte. Es entonces cuando descubren que, atascado sobre la piel del gigantesco reptil, está la mitad inferior de un samurai que intenta huir en cuanto es liberado, pero por accidente acaba pegado a la espalda de Luffy. Zoro descubre a lo lejos unas montañas nevadas y se dirigen hacia allí para ver si encuentran pistas sobre el origen de la llamada de auxilio en el barco. Mientras tanto, el resto de la banda que ha sido capturada en el Thousand Sunny, a excepción de Brook que fue dado por muerto por los captores, es llevada a un misterioso lugar donde permanece retenida junto a lo que parece ser la cabeza de un samurái con vida.

Sanji, Nami, Franky y Chopper están retenidos en una celda blindada junto a una extraña cabeza, que les da información sobre la isla. Franky derriba la puerta y escapan de allí, solo para llegar a una habitación llena de niños. Al otro lado de la isla, en la zona en llamas, dos centauros intentan atacar al grupo de Luffy. Mientras, Nico Robin se pone en contacto con Brook, y se enteran que el resto de la banda ha sido secuestrada y se encuentra en la otra mitad de la isla, en la zona helada. Al mismo tiempo, el buque del G-5 liderado por Smoker llega a Punk Hazard.

El grupo que se encuentra dentro de las instalaciones, en el lado helado de la isla, conoce a unos niños que les piden ayuda para escapar de allí. Al otro lado de la isla, en la zona ardiente, Luffy y los demás encuentran una forma de cruzar el lago gracias a Usopp, pero alguien les espera en el otro lado. El grupo de Nami decide ayudar a los desconocidos niños a petición de ella y se separan. Mientras, Brook espera la llegada de su amigos en el Sunny.

Nami y Chopper, seguidos de los niños que había en la Sala de las Galletas, buscan la salida de las instalaciones donde están encerrados mientras Sanji y Franky entretienen a unos extraños soldados. Lejos de allí, Luffy, Zoro, Robin y Usopp están en el lago del centro de la isla dirigiéndose a la zona helada, pero un grupo de Centauros les para el paso. Por otro lado, Brook es atacado por el torso de un samurái sin cabeza ni piernas. Por su parte, el buque de Smoker penetra en la isla y llega hasta las instalaciones, donde es recibido por alguien que no esperaban.

El shichibukai Trafalgar Law se persona delante del comandante Smoker cuando éste intentaba entrar en el laboratorio y la tensión crece en el ambiente. La aparición del grupo de Nami y los niños en el lugar justo cuando Trafalgar decía estar solo en la isla complica las cosas aún más. Mientras, en el lago helado, Luffy, Zoro, Usopp y Robin tienen problemas al ser bombardeados desde la orilla por extraños enemigos.

El bombardeo al que es sometido el grupo de Luffy provoca que su barca se hunda en el lago helado y el capitán, Zoro, Usopp y Robin caigan al agua. Pero cuando peor pintaban las cosas, Brook llega para hecharles una mano. Mientras, en la puerta del laboratorio, Trafalgar Law tiene la intención de impedir al vicealmirante Smoker y a su tripulación abandonar la isla, por lo que empieza a enfrentarse a ellos. Al mismo tiempo, utiliza sus poderes contra Nami, Sanji, Franky y Chopper que huían del lugar.

Nami y los demás se ven afectados por los extraños poderes de Law, pero tienen que dejar atrás los impactantes resultados mientras escapan de la instalación. Mientras tanto, la batalla se intensifica entre Law y el G-5; ¡y el misterio de Punk Hazard se profundiza!

Law consigue derrotar a Smoker amputándole el corazón justo antes de que llegue el grupo de Luffy a las puertas del laboratorio. Pero el reencuentro de ambos es interrumpido por los miembros de la Marina que acuden a socorrer a su capitán, y Tashigi corre la misma suerte que Smoker. A continuación Trafalgar indica a Luffy donde encontrarse con sus amigos y vuelve a entrar al laboratorio. Finalmente, la banda de Sombrero de Paja se reencuentra en un refugio donde se ponen al día. Por otra parte, Smoker y Tashigi han sufrido un intercambio de cuerpos y sospechan de la identidad de la mente que se esconde en Punk Hazard.

Chahige, capturado por la banda de Luffy, desvela la identidad de su “maestro”, el cerebro que está al mando en el laboratorio de Punk Hazard. Se trata de Caesar Clown, un científico que años atrás colaboraba con el Dr. Vegapunk pero cuyos crueles métodos le hizo ser detenido, aunque consiguió escapar y desaparecer. Se le atribuye la creación de un mortífero gas venenoso capaz de destruir la vida en una isla entera. Smoker por su parte, sospecha que puede haber un infiltrado en el G-5 que esté encubriendo a Caesar en la isla.

Chahige, capturado por la banda de Sombrero de Paja, cuenta las bondades de Caesar, su maestro, pero tras hacer un análisis Chopper descubre que los niños en realidad no están enfermos, si no que Caesar les está suministrando una droga oculta en unos caramelos para convertirlos en gigantes. En ese momento los niños empiezan a encontrarse mal y se vuelven violentos debido al efecto adictivo de la droga. Por otro lado, zoro Sanji y Brook salen a buscar al samurai que se fue en busca de su torso.

Caesar envía a dos asesinos a encargarse de la banda de Luffy, y zoro, Sanji y Brook son las primeras víctimas de ellos. Nami y Chopper se quedan a cuidar a los niños mientras el resto va al laboratorio a enfrentarse a Caesar, pero en ese momento son atacados por los Yeti Cool Brothers, por lo que el grupo de Luffy debe volver atrás para salvarlos. Los sicarios ejecutan a Chahige y secuestran a Nami, que está dentro del cuerpo de Franky.

Luffy y Franky corren para salvar a Nami del los Yeti Cool Brothers, pero Franky pierde el control de la forma gigante de Chopper y acaba atacando a Luffy. Por otro lado, el G-5 de Smoker se enfrenta a los centauros en las puertas del laboratorio y Caesar decide liberar a una extraña criatura que duerme en la parte de fuego de la isla. Elduro enfrentamiento entre Luffy y los Yeti Cool Brothers continua hasta que la batalla da un giro inesperado cuando Trafalgar Law entra en escena.

Tras encargarse del último de los Yeti Cool Brothers, Trafalgar Law propone a Luffy aliarse para derrocar a uno de los Yonkou del Nuevo Mundo, y para sorpresa de toda la banda, Luffy acepta. Pero a cambio pide a Law que ayude a salvar a los niños que están bajo los efectos de las drogas de Caesar. Luffy deberá por su parte encontrar la forma de capturar a Caesar para que el misterioso plan de Law tenga éxito. Trafalgar devuelve a sus cuerpos las almas de Chopper y Franky antes de dirigirse al laboratorio con Chopper. Mientras tanto, en el lado de fuego de Punk Hazard, la extraña criatura de Caesar ha sido liberada.

Zoro, Brook y Sanji continuan buscando al samurai, y al encontrarlo éste les dice que su torso ha caído en el lago helado. En la lejanía, el monstruo Smiley de Caesar aparece ante ellos. Mientras tanto, Luffy, Robin y Franky llegan a las puertas del laboratorio, donde el G-5 y los centauros se estaban enfrentando, con la intención de capturar a Caesar.

Mientras Law y Chopper se cuelan en el laboratorio por la puerta trasera, en la entrada principal tiene lugar un enfrentamiento a tres bandas entre el G-5 de Smoker, los centauros y Luffy y compañía. Franky derriba con su láser la puerta principal y en ese momento un trozo del monstruo Smiley llega desde el cielo y destruye el barco con el que la Marina pretendía salir de la isla. De repente, más y más trozos van cayendo desde el cielo y Caesar Clown entra en escena.

El monstruo Smiley sigue enviando trozos de si mismo al otro lado de la isla con la intención de cruzar así el lago. Mientras, Luffy inicia una batalla contra Caesar y sus poderes de la fruta gas-gas. Al lado del lago de hielo, Sanji se tira al agua para rescatar el torso del samurai antes de que el veneno de los Smileys que caen al agua lo maten. La violenta batalla entre Luffy y Caesar da un giro inesperado cuando misteriosamente Luffy cae inconsciente.

Tras vencer a todos sus enemigos de forma inesperada, Caesar los encierra dentro del laboratorio. Al mismo tiempo, Law tambien cae a manos de un misterioso hombre que parece conocerle. Mientras, en el lago helado, Sanji se sumerge en las frias aguas para rescatar el torso del samurai Kinemon mientras los trozos de Smiley siguen multiplicandose alrededor de Brook y Zoro. Finalmente Sanji consigue sacar el cuerpo del samurai del agua envenenada y una vez con el cuerpo completo, Kinemon muestra su habilidad con la espada, capaz de quemar con sus cortes e incluso cortar el fuego.

Luffy, Law, Robin, Smoker y Tashigi han sido capturados y encerrados en una celda. Allí descubren que Vergo, el vicealmirante al mando del G-5, es el infiltrado de la Marina que ayuda a Caesar. Mientras, ante la llegada de fragmentos cada vez más grandes de Smiley a la zona helada, Zoro, Sanji, Brook y Kinemon huyen del lago helado y se dirigen al laboratorio. Law, que tiene su corazón en manos de Vergo, cuenta a los demás la impactante identidad del pirata para quién trabajan Vergo y Caesar.

El pirata que controla los experimentos de Caesar en secreto resulta ser Donquixote Doflamingo, uno de los Shikibukai. Mientras el grupo de Luffy sigue prisionero y el de Zoro sigue corriendo hacia el laboratorio, Nami y Usopp se encuentran en graves problemas ya que Caesar llega hasta su escondite con la intención de llevarse a los niños, aunque un inesperado rival se interpone en su camino. Tras imponerse en el combate gracias a sus habilidades, Caesar se lleva a los niños al laboratorio y se prepara para empezar su mayor experimento.

Los niños son llevados y encerrados de nuevo en el laboratorio de Caesar con la promesa de darles caramelos para quitarles el malestar que sienten. Mientras, Caesar coloca un misterioso caramelo gigante para atraer a Smiley, ya completo, en la parte helada de la isla mientras retransmite las imágenes a varios rincones del Nuevo Mundo. Finalmente, Smiley se traga el caramelo gigante cerca de donde Zoro, Sanji, Brook y Kinemon se encuentran.