世界的な異常気象の中、しばらく出現していなかった怪獣たちが一斉に目を覚ました。東京湾を蹂躙するタッコングとザザーンを迎え撃つのは、怪獣攻撃隊MAT（マット）である。街の人々が逃げ惑う中、レーサー志望の青年、郷秀樹は逃げ遅れた少年と子犬を救出するが、彼自身が命を落としてしまい…。

怪獣タッコングが再び出現した。ウルトラマンと一体化した郷秀樹は自分の力を過信したことから隊長の命令に背き、結果的にタッコングを取り逃がしてしまう。MATを除隊され坂田自動車工場へと戻る郷に、坂田は敢えて冷たく接する。その態度に、郷は自分の思い上がりに気づき…。

郷は霧吹山上空のパトロール中に怪獣の咆哮を耳にするが、それは郷の超感覚によって聴こえた音であったため、マットアローに同乗していた上野隊員には聴こえていなかった。郷と上野の意見の対立を見かねた加藤隊長は真偽を確かめるため単身で霧吹山へと向かったが、そこに怪獣サドラが出現しピンチに陥ってしまう。

第一原子力発電所付近に、怪獣キングザウルス三世が出現した。郷はウルトラマンに変身するが、キングザウルス三世にはウルトラマンの必殺技が通じなかった。怪獣が発生させるバリヤーを飛び越えるキック技を会得するしか、倒す術はない。郷は坂田の協力を経て、過酷な特訓を始める。

工事現場で岩石状の物体が発見された。処理をめぐって郷と岸田の意見が対立する中、砕石場に地底怪獣グドンが出現する。一方、岩石状の物体からは古代怪獣ツインテールが現れ、新宿副都心はパニックとなった。郷はウルトラマンに変身してツインテールと戦うが、そこにグドンも現れ…。

MATのMN爆弾も効果がない二大怪獣に対して、岸田長官はスパイナーの使用を決断する。しかし、小型水爆級の威力があるスパイナーを使用したら、東京は壊滅してしまう。隊員たちはMATの解散を賭け、スパイナーを使用しない作戦に挑戦する。

坂田兄弟とハイキングに行った郷。次郎が記念に撮った写真には、怪獣の姿が写っていた。その正体は、体の色を周囲の色に合わせ姿を消す怪獣ゴルバゴスだった。MATはゴルバゴスを見失わないように、七色の塗料を吹きつける「レインボー作戦」を敢行する。

怪獣ゴーストロンが出現。MATは直ちに出撃するが、郷のミスでゴーストロンの尻尾に「X弾」が撃ち込まれてしまった。「X弾」は時限装置付きの爆弾なのである。爆発まで、あと10時間、こともあろうに、ゴーストロンはダイナマイト工場の前で居眠りを始めた。怪獣を移動させなければ未曾有の大惨事が発生する…！

郷は、ニューヨークのMAT技術局が開発した高性能の怪獣探知機を受け取る任務を命じられる。だが、その日はあいにく次郎の誕生日。事情を察した南隊員は、隊長に内緒で郷の代わりを引き受け、マットアローで基地を飛び立っていく。だが、その南隊員が消息を絶ってしまった。責任を感じた郷は、南の救出に全力を注ぐ。

工事現場から巨大な恐竜の全身化石が発掘され、発見した子供たちは大喜び。作業を急ぐ現場責任者は化石の爆破を敢行するが、化石からにじみ出た溶解液で、作業員が跡形もなく溶けてしまった！ しかも、爆発のショックで化石は怪獣ステゴンとして蘇った。

映画のロケ隊が撮影現場で遭難した。イエローガスを吸いこんだことが原因だと聞き、岸田隊員は戦慄する。それは岸田の父が開発に関わった、旧日本軍の秘密兵器だったのである。極秘裏に廃棄されたはずのイエローガスのカプセルを怪獣モグネズンが食べ、ガスを吐き出していたのだ。岸田は単身、モグネズン退治に向かう。

MATは特別訓練の実施中、オートバイの若者たちが怪獣シュガロンに襲われるという事件に遭遇する。どうやら、彼らは故・牛山画伯の一人娘である静香をからかっていたらしい。まるで静香を守っているかのような怪獣シュガロン。もしかしたら、シュガロンには牛山画伯の霊が乗り移っているのだろうか？

宝石の原石を輸送中のマグロ漁船、海神丸は怪獣シーモンスの襲撃を受け沈没してしまう。事故の直前に録音された「シーモンスの唄」を解析する中、シーモンスが日本に上陸する。シーモンスを助けに、夫のシーゴラスも登場し、二匹は大津波を発生させる！

大津波をバリヤーではじき返したウルトラマンだが、エネルギーを消耗し後退を余儀なくされる。さらに、自衛隊の攻撃に怒ったシーモンスとシーゴラスは竜巻を発生させ、周囲に甚大な被害をもたらした。MATは二大怪獣撃退のため、新兵器の開発を急ぐ。

次郎と同じ小学校に通う史郎少年は、1年前に父親を事故で失って以来、嘘つきと化していた。目の前で起きた父親の事故が怪獣エレドータスの仕業であると主張したが、誰も信じてくれなかったからだ。そんな時、電気を吸収する怪獣が出現。その怪獣こそエレドータスだった！

幼なじみである小野由紀子の結婚を嫉んだ松本三郎は、船上パーティーの最中のヨットを爆破して、由紀子と婚約者の横川を殺害しようと計画する。ところが実行直前、空から怪鳥テロチルスが飛来し船を破壊、続いて大爆発が起きる。数日後、東京の空に雪のようなものがちらつき…。

ウルトラマンはテロチルスと対決するが、思わぬ不意打ちに遭い逃亡される。東京のビル街に作られた「銀の城」は、東京に移住しようとするテロチルスの巣であった。警察を脱走した三郎は病院から由紀子を強引に連れ出すと、「銀の城」に籠城してしまう！

加藤隊長の親友、梶がキャプテンを務めるMAT宇宙ステーションが、宇宙空間に出現した怪獣ベムスターに丸飲みされてしまった！ 梶の仇を打つべく、加藤は隊員たちに怪獣迎撃の命令を下す。ベムスターを迎え撃つMATだが、カニ星雲より飛来したべムスターは予想以上の強敵で、ウルトラマンの必殺技すら効かない。

夏休みのある日、小学校で飼育しているウサギの世話をしていた次郎たちは、隕石を発見。標本として校内に安置された隕石は巨大化し、次郎は巨大な怪獣の影を目撃するが重傷を負う。MATは赤外線レンズ搭載の探知機を使用し、怪獣サータンの存在を知るが、コンクリートをすり抜ける能力を持つサータンに翻弄される。

原因不明の航空機事故が続発していた。地球磁気が熊沢ダムに集結していることが原因らしい。そこに怪獣マグネドンが出現。マグネドンを倒せないMATは、解散の危機を迎えてしまう。郷はマグネドンの攻撃により重傷を負っていたが、再び怪獣に挑む！

深夜のテレビ画面に、旅客機が爆発炎上する瞬間が映し出された。それは電波怪獣ビーコンの仕業だった。ビーコンは電波を食べるばかりか、目に映ったものを全世界へ発信するというテレビ局のような怪獣だった。大量の電波が飛び交う東京にビーコンが迫る！

宇宙ステーションに転任する加藤隊長を見送り、後任の伊吹隊長の到着を待つMAT。そんな時、夢の島で大規模な自然発火が発生したとの報を受けMATは出動、郷の独断により消化液で鎮火させた。その直後、伊吹新隊長から連絡が入る。夢の島の異変は、プラスチックを食べる怪獣の仕業だというのだ。

皆既日食の日、郷と丘は不思議な女性、南條純子と出会う。北斗七星が消滅すると告げて去っていった彼女の予言通り、事件が発生。丘が純子の元を訪ねたところ、彼女は蟹座も飲み込まれると予言。そこに、怪獣バキューモンから逃れてきた怪獣ザニカが地球に飛来し…！

信州の山中に落下した小さな怪獣クプクプは生け捕りにされ、MATによって処分された。その破片を回収し焼却する傍で怪獣好きの少年、明夫は欠片を持ち帰った。自宅マンションの壁に欠片を貼り付け、得意気な明夫。不思議にも欠片は颯爽たる形態に変化し、やがて巨大怪獣キングストロンの姿に！

建築現場で、コンクリート資材が空に飛び去る異常事態が発生。同時に、コンクリートの砂利の産地である愛野村でも地殻変動が発生した。村は、太古の昔にザゴラス星より落下した隕石の上に位置しており、ザゴラス星の接近により宇宙に引っ張られようとしていた！

隕石に紛れて地球に侵入した宇宙昆虫。数日後、都内で人間が蒸発する事件が発生。レーザー光線を使用した殺人事件としてMATは捜査に乗り出す。一方、子供たちの間で話題となっている三本角のクワガタムシを次郎が捕まえたが、それこそ殺人事件の犯人であった。クワガタムシは巨大化し、怪獣ノコギリンが現れた！

郷が出会ったキックボクサーの東三郎は、自分の引退試合のために、偶然見た郷のウルトラキックを伝授してほしいと願い出る。必死の特訓の末に、ウルトラキックをマスターし試合に挑む三郎。その頃、信州に怪獣グロンケンが出現し、郷はウルトラマンに変身する。男の意地を賭けた、二つの戦いのゴングが今鳴った！

台風の異常発生と消滅が相次ぎ、気象庁は頭を抱えていた。それは台風怪獣バリケーンが原因だった。MATの活躍で一時は怪獣の勢力を弱めることに成功するが、高圧線に触れたことで怪獣は活力を取り戻し、強烈な暴風雨が巻き起こる！

次郎は級友、よし子の家から、大工の父親が作った開かない小箱を無断で持ち帰る。さらにそれを郷が持ち出し、定期点検に出動した無人観測ステーションNo．5の中に置き忘れてしまう。No．5はその後東京の造成地に落下、そこには怪獣ヤドカリンが住みついていた。

大王山にハイキングに来て道に迷った坂田兄弟は、地元の老人の好意で、同じく道に迷った民俗学者たちとともに山小屋に宿泊するが、翌日、学者たちは沼から現れた怪獣オクスターに襲われる。彼らは谷に累積していた骨の一部を持ち出そうとしていたのだ。坂田は、オクスターは仲間の骨が眠る谷を護っているのではと推測する。

MAT本部を見学に来た伊吹隊長の娘、美奈子。その連れの少年、輝夫はテレパシーを使って郷に宣戦布告する。輝夫は侵略者ゼラン星人だった。輝夫の正体を巡って対立する郷と伊吹。ゼラン星人は怪獣を病院の傍に出現させると予告。やがて予告通り怪獣プルーマが現れ…。

竜神岳方面で頻発する地震の原因をMATは調査していた。10年前に竜神トンネルの工事中に起きた事故の話を聞いた郷はトンネルを調べるが、地震による落盤に遭い意識を失う。地上には地震の元凶ともいうべき怪獣キングマイマイが出現。MATの攻撃を受けて、一度は倒されたかに見えた怪獣だが…。

河原の廃屋に住む少年、良は超能力を使う宇宙人と噂され、街の住民から迫害を受けていた。良は地球の環境調査に来訪したメイツ星人と実の親子のように暮らしていたのだ。だが、宇宙人に対する恐怖から暴徒と化した住民たちはメイツ星人を殺害。その時、怪獣ムルチが出現した！

郷は坂田の工場で小学校時代の同級生、水野と再会する。製作依頼された実験器具を届けた次郎は、水野から動物と植物の異種交配による新生命体を研究中だと聞かされる。その夜、水野は実験に成功。レオゴンと命名された生物は徐々に巨大な怪獣へと変貌していく。事実を知った郷は水野の元へと急ぐが…。

船舶や灯台が消失するという事件が連続して発生。何者かが日本を目指していると直感した郷と坂田は南の海へ向かう。夜になって出現した怪獣プリズ魔は光を吸収して活動源とする恐ろしい生物だった。MATはプリズ魔をおびき出し、絶対零度で凍らせてから攻撃しようとするが、効果に時間がかかる。郷は決死の作戦に出た！

怪電波を発する女を追跡、調査するMAT。は、若い女性の生き血を吸って殺害する吸血鬼事件の犯人と目されていた。捜査の結果、別荘地で死んだ女の死体を、宇宙人が利用していることが判明。MATは隠れ家になっている宇宙船を攻撃するが…。

宇宙電波研究所を隠れ蓑に潜伏していたナックル星人は、地球侵略計画の障害となるウルトラマンの戦力・能力を、再生した怪獣たちを使って分析する。そして、MATが開発した新型火薬、サターンZを輸送途中に強奪し、戦力を増強。さらに、郷の心理を撹乱させるため、ナックル星人は卑劣な手段に出る…！

ナックル星人は宇宙船団でMATステーションV1を襲撃。さらにサターンZを使っての攻撃を宣言し、人類に無条件降伏を強要する。一方、ナックル星に輸送され、処刑の時を迎えたウルトラマン。救出に現れたのは、なんとハヤタとモロボシダンであった！ 二人の力を受け、郷秀樹の捨て身のリターンマッチが開始される！

雪男研究に情熱を燃やす津村秀男と片岡洋子のカップルは、雪山でついに雪男らしき姿を目撃するが、秀男は行方不明となる。救出された洋子に事情を聴く郷。そこに突然秀男が帰ってくるが、彼の体温が異常に冷たいことに郷は疑問を持つ。正体が解明されることを恐れたバルダック星人が、秀男にのりうつっていたのだ！

雪山でカップルが失踪する事件が相次いでいた。山小屋の管理人と孫娘は、何事もなかったような発言をする。しかし、MATはこの二人が事件に関与していることを突き止める。ブラック星人がカップルを拉致し、その子孫までも奴隷にしようとしていたのだ。

真夜中に、死んだ兄の呼び声に目を覚ました次郎は、建設中のビルに落下する流れ星と、バルタン星人の影を目撃する。郷に信じてもらえない次郎は、友人のススムに調査を依頼する。ビルはバルタン星人Jrによって、密かに巨大ロボットへと改造されていた。

富士山麓ハイウェイで、不可解な事故が多発する。航空機事故を憂慮したMATは調査を始めるが、郷さえも衝突事故を起こしてしまう。事故当時、富士山に笠雲が発生していたことに注目した郷は、単身調査を続行。雲の中に隠れていた怪獣パラゴンを発見する。

赴任以来、初めての休暇を得た伊吹隊長は妻の葉子と娘の美奈子とともに、妻の実家である信州へ向かう。だが、伊吹を狙うグロテス星人は、地元・蓮根神社の御神体を怪獣化して騒ぎを起こし、その隙に葉子と美奈子を誘拐した。星人は二人と引き換えに、MATに対し即時解散を要求。伊吹は、それを断腸の思いで拒否した…！

岸田が開発した超遠距離レーダーの完成まであと2日と迫ったころ、彼と郷は炎上する車から女性を救出する。以来、その女性、あかねと急速に親しくなった岸田は結婚を決意するがあかねは拒否する。彼女の正体は、超遠距離レーダー破壊の使命を帯びた、ケンタウルス星人だったのだ。驚愕の事実を知った郷は…。

ネズミの怪獣ロボネズと戦ったウルトラマンは腕を噛まれながらも勝利するが、その傷が悪化する。安静を言い渡された郷は予定していた旅行を中止するが、彼が搭乗するはずだった旅客機が爆発事故を起こした。一方、次郎はクラスに転校してきた白鳥エリカから万年筆をもらうが、それはなんと、時限爆弾であった…。

怪獣レッドキラーとMATの戦いを描いた紙芝居を見た後、鍵っ子の徹少年は紙芝居屋のおじさんから、MATを見に行こうと誘われる。パトロール中の郷の車の前に落下した人影は徹であった。おじさんは声高に郷がはねたと主張。嫌疑が晴れるまで、郷は謹慎処分となる。それはズール星人が仕組んだ策略であった。

丘隊員のミスが続出。パトロール中の郷と南が消息不明のなか、伊吹は彼女に1ヶ月の休暇を与える。コンビナートに出現した怪獣フェミゴンを3人で迎え撃つMAT。丘は夜遅く自宅に帰ったが、石油臭い彼女を母親は不審がる。再び怪獣がコンビナートを襲撃。同じ頃、丘の姿が自宅から消えていた。

学校をサボっていた次郎の友人、勝が発見した奇妙なカプセル。中に入っていたのは、勝が描いた絵とそっくりの怪獣ヤメタランスだった。ヤメタランスは人類を怠け者にするウィルスを発散し、MATを含め街中の人間が次々とやる気を失っていく。それは、宇宙人ササヒラーが企てた大胆な地球侵略作戦であった！

郷は、ミステラー星人の元戦闘隊エースと出会う。エースは地球で静かに暮らしていたが、ミステラー星戦闘隊長はこれを見逃さず、エースの娘を捕らえ、彼をウルトラマンと戦わせようとする。戦闘隊長の目的は、星間戦争要員として、ウルトラマンとMATを利用することだった。どうする、郷秀樹!?

地底科学センターが何者かに襲撃され、上野の恩師である小泉博士の自殺報道が流れる。それを信じない上野は博士の娘、チドリとともに真相究明に乗り出す。ところが、チドリは行く先々で命を狙われる。犯人は博士の研究対象である地底人類キングボックルであった。キングボックルは今、ついに地上への侵攻を開始する！

バット星連合部隊による「ウルトラ抹殺計画」が発動された。次郎とルミ子が誘拐され、MATは基地の心臓部の原子炉を破壊され、壊滅的な打撃を受けてしまう。絶望的状況の中で、郷はウルトラマンに変身。宿敵・ゼットンに雄々しく戦いを挑んでいく！