No ano de 2005, uma raça de monstros alienígenas conhecidos como Zonders emerge de baixo da terra e começa a atacar Tóquio. A única linha de defesa contra essas criaturas é a organização secreta chamada Gutsy Geoid Guard, abreviada como 3G, junto com sua arma definitiva: o robô gigante massivo GaoGaiGar. O piloto de GaoGaiGar, Guy Shishio, era um ex-astronauta que quase morreu dois anos antes, quando os Zonders impactaram a Terra pela primeira vez. Sua vida foi salva quando um misterioso leão robótico chamado Galeon o tirou do ônibus espacial em chamas e o trouxe ao planeta. O pai de Guy, Leo, então empregou a tecnologia de Galeon para reconstruir seu filho gravemente ferido como um ciborgue, esperando que ele fosse capaz de parar os alienígenas quando eles finalmente aparecessem. Agora, com Galeon servindo como seu núcleo, GaoGaiGar luta para defender a Terra. Ele é apoiado por uma equipe de robôs transformáveis e um jovem garoto chamado Mamoru, que possui a habilidade de purificar os núcleos dos Zonders e parece ter uma ligação com o enigmático Galeon.
