Uma explosão solar conhecida como Ultra Flare tem despertado misteriosas OOparts, conhecidos como Spark Dolls, das profundezas da terra e do mar, materializando-os em monstros furiosos que aterrorizam a Terra. Devido a isso, UNVER foi formada para reunir, recolher e garantir Spark Dolls instáveis e uma nova equipe de ataque foi formada, Xio para combater as ameaças do monstro.

Quinze anos depois, Daichi Ozora, membro da equipe do laboratório Xio, que ficou órfão quando pardeu seus pais no Ultra Flare, foi obrigado a se transformar em Ultraman X para combater ameaças de ambos os alienígenas e monstros. Ele logo descobre a verdade por trás Ultra Flare e resolve ajudar Ultraman X para recuperar o seu corpo físico após o incidente que o havia prendido em uma forma de dados de computador.