世界进入宇宙世纪结束后开始的下一个世纪，谜之少女突然搭乘未知的机动战士出现在地球，失去记忆的她被首都卫队所保护。候补队员贝尔利和伙伴们进行宇宙实习，圣花学院的女生鼓舞队前来鼓励他们，却被德兰森上尉赶了回去。贝尔利驾驶机动战士时遭遇宇宙海盗。贝尔利对海盗展开攻击，他的初次作战能胜利么？

宇宙海盗艾达所驾驶的机体被称作“G-Self”，贝尔利、鲁因·李和伙伴们决定调查这部神秘机体。迷之少女拉莱雅进入了圣花学院，和诺蕾德她们成为同学。随后贝尔利和鲁因·李担任晚宴守卫，此时海盗再次袭击，军队一片混乱。诺蕾德和马妮带着慌乱的拉莱雅遇到贝尔利等人，他们一同赶往艾达的关押地，发现了准备逃走的艾达……

海盗袭击事件平息，艾达仍旧被困首都圈。贝尔利希望母亲能救助艾达，母亲发现贝尔利能够驾驶G-Self，对此十分担忧。贝尔利和艾达接受上校的盘问，原来艾达的目的是夺取被首都塔独占的能源。拉莱雅突然冲进来，一脸惊慌。海盗成员里的克宁中尉决定再次出击，威胁首都圈释放艾达，否则他就要毁掉首都塔。

贝尔利、诺蕾德、拉莱雅三人作为人质和艾达一同来到海盗的基地。首都圈开始筹建军队，以拯救人质为借口，打算趁机把海盗们一网打尽。克宁中尉逼着贝尔利驾驶G-Self，此时首都军发起攻击，贝尔利决定驾驶G-Self阻止这场战斗。德兰森带领机动战士围攻贝尔利，贝尔利击退了德兰森等人。

首都军派出新机体作战，海盗打算用飞船当诱饵，趁机占领首都塔。贝尔利想阻止海盗的计划。之后他决定和海盗们一起保护这艘飞船，与首都军为敌。克宁和艾达驾驶机动战士迎敌，贝尔利驾驶核心战机参与战斗，帮助克宁脱困。贝尔利成功和G-Self对接，驾驶它击退了首都军，海盗们认可了他的实力。

作为首都卫队的候补生，贝尔利打算驾驶G-Self侦查亚美利亚军在地球环绕轨迹上的宇宙舰队，于是他和海盗们一同前往首都塔。在另一边，首都军派出更多的兵力，德兰森驾驶新机体亲自出战，想要一雪前耻。海盗团遭遇首都军的突然袭击，贝尔利与德兰森展开激烈大战，贝尔利能取得胜利吗？

贝尔利的母亲来到第一中继站，趁机驾驶滑翔机进入宇宙，前去寻找贝尔利。在另一边，海盗团打算让舰队提前进入卫星轨道，于是佯装作战，用仿真气球骗过首都军。鲁因·李率领部队，突袭宇宙海盗。克宁蛊惑拉莱雅操纵G-Self作战，尽管拉莱雅驾驶顺利，但并不熟练，险些遇害。贝尔利驾驶其它机体救了拉莱雅，此时战斗仍在继续……

海盗军与首都军激烈对战时，贝尔利见到了艾达的父亲，艾达的父亲对贝尔利十分热情，这让贝尔利吃了一惊。在G-Self能出击前，由克宁撑住整个战场，鲁因·李驾驶的机动战士最终被贝尔利驾驶的G-Self打败。艾达的MS机翼故障陷入危机，贝尔利前去救援，此时他母亲乘坐的滑翔机正在向他们驶来。

贝尔利和母亲希望能用“梅格法纳”战舰进入首都圈，探查宇宙是否存在威胁。众人意见达成一致，“梅格法纳”改变航线，进入伊萨尼尔大陆，逐渐接近首都圈。贝尔利与艾达等人陪母亲外出打电话，诺蕾德将贝尔利是养子的秘密告诉了艾达。母亲联系了首都卫队负责接应的人，“梅格法纳”能否顺利突破首都军的警戒线呢……

卡尔贝斯中尉带贝尔利等人逃走，原来首都军不仅想要梅格法纳和G-Self，还想夺走拉莱雅。贝尔利和艾达他们尝试让梅格法纳逃离首都圈，但是却受到驾驶新型机动战士“巫夏”的部队的阻挠。梅格法纳遭到围攻，艾达陷入苦战，贝尔利前去援助。此时拉莱雅逐渐清醒，她所知晓的宇宙威胁到底是什么呢？

海格法纳进入卫星轨道，此时从太空中的加兰典战舰出击的假面上尉为了夺取G-Self和拉莱雅而攻击海格法纳，从而展开了宇宙战争。混战状态下，克宁与米克·杰克在前线迎击，贝尔利与艾达负责阻击逃出战场的敌人。贝尔利驾驶的G-Self被假面部队围攻，无奈之下贝尔利只能脱离机体，与假面正面对决。

G-Self为增强攻击力，安装突击背包，但这一行为遭到了拉莱雅的反感。贝尔利作为大家的希望，认真学习如何使用背包。在另一边，克宁等人决定占据首都塔，计划让加比亚尔战舰伪装成遇难船只侵入圣波特。此时加兰典出动假面部队，突袭沙罗曼达战舰。G-Self与G-奥秘配合出动，贝尔利打算用背包狙击对手……

从月球来的迷之舰队把亚美利亚的补给舰击沉，在同是地球人的意识下克宁和假面上尉组成共同战线，齐力对抗月球舰队。拉莱雅意识逐渐清醒，这使她陷入慌乱之中。贝尔利与假面上尉等人驾驶机动战士来到首都塔，与克宁会合。克宁计划假装投降，靠近后伺机攻击敌方母舰，他的计划能成功么？

梅格法纳向位于月球背面的永贺进发，拉莱雅告诉贝尔利等人故乡的现状。此时宇宙中，地球人与宇宙人的战斗仍在继续，克宁和假面上尉以各自的舰队向月球进军，梅格法纳遭到沙罗曼达战舰的飞弹反击，克宁和贝尔利等人积极应战。贝尔利建议与德瑞特舰队结盟，此时梅格法纳终于进入月球了。

贝尔利等人来到拉莱雅的故乡，没想到贝尔利和艾达竟是雷汉顿家的王子和公主，这个消息让众人大吃一惊。看到旧照片和信物的两人终于相信了自己的身世，而G-Self上的机关也只有他们能够解开。得知了出生秘密的贝尔利，听闻假面在太空中的加兰典里出现，便私自驾驶G-Self出击。

永贺的外壁被打破，为了不让瓦砾飘往大栈桥方向，梅格法纳和艾达等人帮忙收集宇宙垃圾，艾达提议以陨石气球为掩护逃出永贺。由于爆发泥石流，梅格法纳得以出航。在另一边，假面让芭拉拉驾驶实验机体接触梅格法纳，克宁则阻止首都军对海格法纳和G-Self出手，双方展开战斗……

香芝神轿要到圣波特去举行降临祭，由于它的出港所以禁用光束来福。地球人并未听从命令，执意出战要一雪前耻。假面上尉假装进行飞行训练，克宁上尉则利用总统儿子的身份将沙拉曼达开出。此时敌军从正面进攻，假面和玛尼进入梅格法纳内部，企图夺走G-Self，遭到贝尔利的反击。

贝尔利等人登上弦月船，为了对抗金星圈的宇宙射线，大家开始每天进行高强度训练。艾达等人帮忙修理梅格法纳，随着长时间的相处，贝尔利与诺蕾德和拉莱雅的关系更加亲密。弦月船发射光束狙击流星，来到永贺的金星地球圈，而地球人逐渐接近轨道，并打算占领弦月船？！

基特团正将弦月船驶向他们在罗萨里奥10的实验室，贝尔利等人则计划利用这次机会去见拉古。为了揭开弦月船高性能的秘密，基特团的舰长决定让G-Self和波里基特相撞来确认弦月船引擎的共振反应。弦月船与10警卫的战斗开始，贝尔利驾驶G-奥秘出战，并抢回了G-Self。

基特团的舰长奇亚与贝尔利激战时，不慎将海底打出一个洞。贝尔利孤身作战陷入困境，就在此时梅格法纳联系到他，并发现了他的位置。被奇亚挟持的人质身上所谓的炸弹，竟然只是魔术表演的道具。梅格法纳登陆基特实验室，并未遭到袭击。基特团准备攻击梅格法纳，而海底的洞仍未被填上……

满月船趁罗莎里奥10的扰乱增强前出航，打算强行突破，地球回归行动终于开启了。艾达见到了拉古，但拉古并不打算将制作宇宙电池的技术传给地球人。梅格法纳紧追满月船，发现满月船进入了地球轨道。地球人派出德瑞特舰队和亚美利亚军，宇宙中即将迎来一场大战。

假面掏空了香芝神轿，企图让满月船的战力归首都军所有。克宁决定击沉假面的战舰，但首都军派出机动战士来阻挠他们。在梅格法纳上，得知身世的艾达拒绝了父亲求和的请求。假面尝试接触满月船，贝尔利前来支援，为了阻止他们而出动的亚美利亚军和瑞德特军却和对方开始了舰队战。

基特团提供的世界树若能够投入实战，就能轻而易举歼灭亚美利亚的残存战力。马妮向假面提出请求，希望他能和贝尔利成为朋友，但假面认定贝尔利将变成独裁者。艾达的父亲，亚美利亚总监古辛突然要求停战，并向克宁坚决表明要和德瑞特舰队合力击倒首都军，让德瑞特舰队率先到达地球……

加兰典、沙罗曼达和克诺索斯三方展开满月船争夺战。假面带领基特团接近地球，永贺的战舰克诺索斯紧跟着假面等人，想要避开加兰典冲入地球圈。在另一边，克宁看穿了克诺索斯的企图，他打算趁梅格法纳落后之际一举获得胜利。面对父亲的死，艾达决定驾驶梅格法纳完成父亲的遗志。

处于战争中的国家之间的最后对峙仍在地球大气层内继续。艾达小姐成为新的阿玛利安领导人，马斯克上尉和贝莉在移动服大战中最后一次面对面。这场战斗以Bellri的胜利结束，但对G-Self造成了真正的伤害。并非所有的结局都很好，多雷特舰队被摧毁，G-IT部队在地球上——首都领地和美国人需要一起找到平衡与和平。然而，随着队长“Luin”Mask和Manny一起，以及Bellri决定环游世界，一些人已经结束了。