聖鳳学園ガンプラバトル部の部長、ホシノ・フミナは焦っていた。フミナ１人だけになったバトル部は、３人１チームで戦う全日本ガンプラバトル選手権・中高生の部 のエントリーすらままならない。そんなフミナの前に転入生が現れる。

聖鳳学園に転入したセカイは、同じクラスにユウマの姿を見つけ彼をバトルに誘 うが、けんもほろろに断られる。そんな中、バトル部は学園生徒会からプラモ部との統合を勧告される。バトル部を存続させるためには、プラモ部とバトルし勝利しなければならない。

困難と思われていたガンプラバトル部への移籍もあっさりと終わり、拍子抜けしながらも晴れてバトル部部員となったユウマ。彼の入部によりガンプラバトル選手権の出場資格を得たフミナは早速、顧問に頼み念願のエントリーを済ませる。

ギャン子との練習試合で初勝利を納め、一ヶ月後に迫った地区予選大会に向け猛練習をするトライファイターズ。そんな中、大会用のモビルスーツ製作に悩むフミナはラルさんに相談し、ラルさんの提案でセカイと一緒にＧミューズに行く事に…。

選手権地区予選の第1回戦を見事に勝利し、ささやかな祝杯をあげるトライファイターズ。そんな喜びもつかの間、第2回戦の対戦相手が決定する。相手は優勝候補の一角にも名を連ねる強豪校、成練高専だ。

強豪、成練高専に勝利し勢いに乗るトライファイターズは続く3回戦も対戦相手の自滅も手伝い快勝！ 運も味方に付け準々決勝へと駒を進める。次の対戦相手の視察の為、次の試合を見学するフミナたち。勝ち上がったのは、素組みのガンプラながらも持ち前の操縦技術で上位入賞の常連チームを敗った常冬中学だった。

ついにベスト4の準決勝まで昇り詰めたトライファイターズは組み合わせ抽選会で水竜学園と、ギャン子の聖オデッサ女子学園は昨年の優勝チーム、宮里学院と当たることになった。昨年の優勝校と戦うプレッシャーからか、戦う前からギャン子はセカイに弱音を吐くが…。

トライファイターズの決勝戦の相手は昨年の地区予選優勝校、宮里学院のチーム、Gマスターに決まった。決勝戦のフィールドは宇宙要塞ソロモン。要塞宙域で心形流、サカイ・ミナト作の百万式を操作するスドウとユウマのライトニングガンダムが戦いの火蓋を切った…。

全日本ガンプラ選手権西東京予選大会を制したトライファイターズ。アシムレイトのダメージも回復し、セカイはまだ見ぬ強敵が集う全国大会に思いを馳せる。そんな中、セカイの姉、カミキ・ミライが「ガン・コレ」の目玉企画、モデルプロダクション対抗ガンプラ・ラリーに成り行きで参加することに……。

夏休み中に開催される全国大会に向け強化合宿をすることになったトライファイターズは、全国大会の常連チーム達が集う業界最高峰のバトル環境が整っている施設、ニールセン・ラボへとやって来た。そこで鹿児島代表、我梅学園のチーム、ホワイトウルフと成り行きで練習試合の約束をすることに……。

ガンプラ学園のアドウ・サガが操るガンダム・ジ・エンドに完膚無きまでに叩きのめされたトライファイターズ。その圧倒的な実力差を見せつけられたユウマはショックを隠しきれないまま、その場を立ち去ってしまう。心配したフミナはアシムレイトの反動で倒れたセカイをラルさんに任せ、ユウマを捜すことに……。

アドウとのバトルのダメージから回復したセカイは、ビルドバーニングガンダムの修復をするためラボの工作室へと向かい謎の少女と出会う。少女のアドバイスを受けビルドバーニングガンダムの修復を終えたセカイは、翌日、特訓のためラルさんとラボのバトルルームへと赴くが……。

メイジンの仕切りによる各校代表のバトルロワイヤルを経て、互いをライバルとして認め合ったカミキ・セカイとキジマ・ウィルフリッドは全国大会で再び対戦する事を約束する。コウサカ・ユウマもまた、アドウ・サガにリベンジを宣言し全国大会への決意を新たにしていた。

かつて、ガンプラバトル世界選手権が行われていたPPSEスタジアム。今では歴代チャンピオンたちの名を刻んだ碑が設置されている。その跡地の隣に新たに建設されたヤジマスタジアムで、全日本ガンプラバトル選手権大会が開催されようとしていた。

大阪代表、天大寺学園のサカイ・ミナトたちは異色のガンプラ、トライオン3を操りその圧倒的なパワーで大会一回戦を難なく突破する。セカイたちがニールセン・ラボで出会った鹿児島代表の我梅学院、新潟代表の統立学園などのライバルたちも順調に一回戦を突破していた。

トライファイターズの大会二回戦目の対戦相手は新潟代表、統立学園、チーム、SD-R。SDガンダムを駆使し、相手の情報を分析し尽くした緻密な戦術と三兄弟の巧みな連携で大会を勝ち抜いてきた強敵だ。ライバル達が見守る中、ついにバトルが開始される。

シキ・トシヤのガンプラ学園への復讐心で造られたスナイバル・ドラゴ・ギラは、アブソーブ・システムでセカイ達から奪った粒子を使った火力と巧みな戦術でトライファイターズを窮地に追い込んでいた。敵の猛攻に耐えながらトライファイターズは…。

姉のチナからビルドバーニングの予備パーツを受け取ったユウマは不良たちに絡まれてしまう。ユウマのもとにセカイ達が駆け付け事なきを得る。そこに現れたのは、かつてセカイやミライと共に次元覇王流拳法を学んでいた兄弟子のイノセ・ジュンヤであった。

全日本ガンプラバトル選手権、準々決勝……同じ次元覇王流拳法を使うカミキ・セカイとイノセ・ジュンヤの同門対決は熾烈を極めていた。戦況を打開するためセカイはバーニング・バーストを発動させるが、ジュンヤも同様にバーニング・バーストを発動させ、セカイが編み出したガンプラのオリジナル技でさえもことごとく打ち破っていく。

全日本ガンプラバトル選手権大会のベスト4メンバーが出そろい、準決勝の対戦相手を決める組み合わせ抽選会が行われる。かくしてキジマ・ウィルフリッド率いる静岡県代表、私立ガンプラ学園とヨーロッパ・ジュニア・チャンピオンの肩書きを持つルーカス・ネメシスが所属する徳島代表、グラナダ学園の第一試合の幕が切って落とされる。

全日本ガンプラバトル選手権準決勝第一試合は激闘の末、僅差で私立ガンプラ学園に勝利の女神が微笑む。敗れたルーカス・ネメシスはセカイに決勝戦で戦えなかった事を謝罪し、まるで世界の舞台で再会することを予見した様なエールを送り去って行く。一方、ユウマとフミナたちの前にも天大寺学園のサカイ・ミナトが現れ宣戦をしてくる。

全日本ガンプラバトル選手権全国大会、中高生の部決勝戦に進出したのは、サカイ・ミナトのチーム、ビルドバスターズを辛くも破ったトライファイターズと、私立ガンプラ学園のソレスタルスフィアであった。2日後に行われる決勝戦に向けて、両チームは準決勝でダメージを受けた各機体の修復を始める。

ついに始まった全日本ガンプラバトル選手権全国大会決勝戦。先行したトライファイターズは二手に分かれ、ガンプラ学園を迎撃する準備を整える。静かな出だしとなった決勝を固唾を飲んで見守る観客たち。その静寂を破ったのは、キジマのトランジェントガンダムであった。

全日本ガンプラバトル選手権全国大会決勝戦は、トライファイターズの優勝で幕を下ろした。決勝戦後、セカイは突然修行の旅に出てしまう……。それから数日後、ガンプラビルダーズ・コンテスト『メイジン杯』が開催される。ガンプラ・ビルダーとして、ミナトとの決着をつけるため、会場に現れたユウマはフミナと合流する。