Wir schreiben das Jahr 2199. Die Menschheit verliert den Krieg gegen die Gamilas und steht kurz vor der endgültigen Auslöschung. Inmitten eines Treffens der letzten Flotte der UN Cosmo Navy und der Gamilas beim Pluto stürzt ein mysteriöses Raumschiff auf dem Mars ab. Was hat die Nachricht zu bedeuten, die von diesem Schiff aus abgesendet wurde?

Auf der roten, ausgedörrten Erde liegt ein versunkenes Schlachtschiff. Dieses Schiff ist ein interstellares Raumschiff, das die Menschheit heimlich konstruiert hat, es trägt den Namen "Yamato". Und die Mission, mit der es betraut wurde, ist eine epische Reise zum Planeten Iscandar, der 168.000 Lichtjahre entfernt liegt.

Die Yamato führt einen Test ihres Warp-Systems durch, indem sie von der Mars-Umlaufbahn zum Jupiter fliegt. Doch das Schiff erleidet einen Motorschaden und landet auf einen mysteriösen Kontinent, der in der Umlaufbahn des Jupiters schwebt. Während der Reparatur starten die Gamilas allerdings einen Überraschungsangriff. Während der verzweifelten Schlacht beschließt Okita schließlich, die neue Waffe, die Tachyon-Wellenkanone, einzusetzen.

Als die Yamato ein Notsignal der UN Cosmo Navy erhält beschließt die Crew, auf dem Saturnmond Enceladus zu landen und eine Rettungsaktion durchzuführen. Sie wird jedoch von einem Gamilas-Aufklärungslandungsschiff angegriffen. Während der Schlacht entdeckt Kodai ein Wrack, das auf den Eisfeldern von Enceladus eingefroren ist. Dort erfährt er eine schockierende Wahrheit.

Pluto ist der Standort der Basis, von wo aus die Planetenbomben gestartet wurden, die die Erde verwüsteten. Entschlossen, diese Basis zu zerstören, beginnt Okita einen Angriff. Die Yamato plant eine gemeinsame Operation mit ihrem Jagdgeschwader, aber die Yamato selbst wird über Reflektor-Satellitenkanonen, mit denen man einen Fernkampf durchführen kann, schwer beschädigt. Außer Kontrolle stürzt die Yamato in das Meer von Pluto.

Die Yamato sinkt in das Meer des Plutos. Das Jagdgeschwader der Yamato setzt eine Suche nach der Basis des Feindes fort. Kodai bemerkt feindliche Kämpfer, die aus der Aurora kommen, die der Pluto erzeugt. Die Gegenoffensive der Yamato beginnt, doch sie muss es schaffen, den Angriffen der Reflektor-Satellitenkanonen auszuweichen.

Die Yamato ist kurz davor, die Heliopause, die Grenze zwischen dem Sonnensystem und dem interstellaren Raum, zu durchqueren. An Bord des Schiffes erhält die Crew die Erlaubnis, mit ihren Familien zu kommunizieren, und so verabschieden sich alle voneinander. Umgeben von dieser festlichen Stimmung ist Kodai, der seine gesamte Familie im Kampf gegen die Gamilas verloren hat, von Langeweile überwältigt. Doch er ist nicht der einzige.

In Baleras, der kaiserlichen Hauptstadt der Gamilas, plant Kanzler Desler seinem Kabinett seine Stärke zu demonstrieren, indem er eine Live-Sendung der Yamato zeigt, die er in einer von ihm geplanten Operation versenkt hat. Zwischen der gasförmigen Lebensform und der glühend heißen Sonne Gliese 581 befindet sich die Yamato, ganz nach Deslers Plan, in einer verzweifelten Lage. Wie wird das Schicksal der Yamato aussehen?

AU09 wird beauftragt, Alter, den gefangenen mechanischen Soldaten der Gamilas zu analysieren und aus diesem wertvolle Informationen über die Gamilas zu extrahieren. Zwischen den beiden Maschinen entwickelt sich eine freundschaftliche Beziehung, Ito, der Chef der Sicherheit, soll Alter zerstören, sobald dieser unerklärliche Verhaltensmuster an den Tag legt. Doch dann... Haben Maschinen wirklich eine Seele?

Die Yamato befindet sich in einem extra-dimensionalen Riss. Dieser Ort entpuppt sich als ein kosmischer Friedhof, übersät mit Wracks zahlloser außerirdischer Schiffe. Ein Gamilas-Schiff, das ebenfalls in dem Riss gefangen ist, begrüßt die Yamato. Man teilt ihnen mit, dass man zusammenarbeiten müsse, wenn man diesem Riss entkommen möchte. Aber dann...

Es gibt einen Meinungskonflikt darüber, wie man Melda, den Gamilas-Piloten, der an der Yamato geblieben ist, behandeln soll. Inmitten all dieser Auseinandersetzungen starten Meldas Jäger und ein Cosmo Falcon plötzlich vom Schiff. Wer aber um Himmels willen steuert sie?

Angriffe von einem unbekannten Feind! Dieser Feind entpuppt sich als ein extra-dimensionales U-Boot von Flakken, das unter dem Kommando von Domel steht. Als die Yamato bei einem Torpedoangriff schwer getroffen wird, kollabiert Okita und muss sich einer Notoperation unterziehen. Den Befehlen nicht gehorchend, geht Kodai ein riskantes Unterfangen ein, um die Yamato zu retten.

Kodai kehrt mit Yuki an Bord eines Schiffes "Typ 100" von einer Erkundungsmission zurück. Aber was sie vorfinden, ist die Yamato, die im Raum treibt. An Bord des verlassenen Schiffes begegnet Kodai seinem Vater und seiner Mutter, die eigentlich schon vor langer Zeit verstarben. Und was Yuki angeht...

Die Crew der Yamato wird von Domels unerbittlichen Attacken handlungsunfähig gemacht. An Bord des Schiffes werden Zweifel an der Durchführbarkeit des Yamato-Projekts laut. Die Yamato bricht auf, um einen Gamilas-Stützpunkt zu erkunden, aber man muss feststellen, dass eine riesige Flotte auf sie wartet, wenn sie aus dem Hyperraum kommen. General Domel muss sich eine einfallsreiche Strategie ausdenken.

Die Yamato ist außer Gefahr. Beemela-4, wo man angehalten hat, um Vorräte zu beschaffen, hat eine Umgebung, die der der Erde sehr nahekommt. Dies wäre ein idealer Planet, um den Menschen als neues Heim zu dienen. Während Kodai und die anderen den Planeten absuchen, startet die Gruppe, die der Mission kritisch gegenübersteht, eine Meuterei. Währenddessen entdeckt Kodais Gruppe ein abgestürztes, außerirdisches Raumschiff.

Dieses Schiff ist...

Kodai kommt mit Informationen über Iscandar, die in den Ruinen zurückgelassen wurden, zur Yamato. Durch die Nutzung eines Subraumtors, das von einer gefallenen Zivilisation zurückgelassen wurde, wird es möglich sein, zehntausende Lichtjahre auf einmal zu überspringen. Kodai, Sanada und Mori betreten den System-Satelliten, um das Tor zu aktivieren, aber dann...

Die Yamato hat das Subraumtor benutzt und ist in Balun angekommen. Dort finden sie eine riesige Gamilas-Flotte, die aus zehntausenden Schiffen besteht. Aber um die Große Magellansche Wolke zu erreichen, müssen sie das Balun-Tor passieren. Okita startet einen Plan, damit sie die Gamilas-Flotte durchbrechen können, um sich vor dem sicheren Untergang zu retten...

Die Yamato ist endlich in der Großen Magellanschen Wolke angekommen. Erneut beauftragt Kanzler Desler General Domel, die Yamato abzufangen. Doch was beinhalten die geheimen Befehle, die Desler Domel gab?

Die Yamato verteidigt sich gegen eine Trägerflotte, die von General Domel im "Rainbow Cluster", dem gefährlichsten Ort im Universum, kommandiert wird. Die Yamato wird von Domels cleveren Strategien immer wieder überrascht. In dieser Situation, in der es um Leben oder Tod geht, muss Okita eine Gegenstrategie entwickeln...

Der Planet Leptapoda, auch Lagerplanet 17 genannt, ist ein Ort wo Anti-Gamilas-Widerstandskämpfer und Kriegsgefangene der Gamilas untergebracht sind. Ein Schiff der Gamilas mit einem Inspektor an Bord besucht diesen Planeten, auf dem der Missbrauch von Gefangenen alltäglich geworden ist.

Iscandar, die Welt, welche das Ziel der Yamato ist und worauf die Hoffnung der Menschheit ruht. Iscandar ist jedoch Teil eines binären Planetensystems das auch von den Feinden, den Gamilas, bewohnt wird. Okita befiehlt einen letzten großen Warpsprung nach Iscandar.

Die Yamato tritt mittels Warpsprung ins Salezar-Systen ein, in welchem sich sowohl Iscandar als auch die Gamilas befinden. Direkt darauf wird das Schiff wie aus heiterem Himmel mit einer mächtigen Energiewaffe angegriffen. In dieser Notlage muss die Crew der Yamato die Befehle von Okita im Kampf gegen die Gamilas in Höchstgeschwindigkeit ausführen.

Nach einem tödlichen Kampf mit den Gamilas ist die Yamato bei Iscandar angekommen. Als die Crew der Yamato sich mit Starsha, der Königin von Iscandar, trifft, erzählt sie ihnen etwas, das sie niemals erwartet hätten.

Die Yamato hat das "Cosmo Reverse System" erhalten und ist nun auf dem Weg zurück zur Erde. Um den Rückflug zu verkürzen, möchte man das Subraumtor in Balun nutzen, um schneller zur Milchstraße zu gelangen. Doch eine Gamilas-Flotte lauert heimlich im Balun-Sektorauf die Yamato.

Die Yamato ist nur einen Steinwurf von der Erde entfernt, doch im Inneren des Schiffs spielen sich Dramen ab. Ein Ehepartner will gewonnen werden, ein neues Leben drängt sich in die Welt... Wunder geschehen für die Crew der Yamato, die wieder auf die rote, verbrannte Erde blickt.