200X 年，疯狂科学家兰多博士接管了位于北极的跨国开发基地极地站，并开始率领一支名为金属兽的巨型机器人大军征服世界。为了应对这一情况，日本防卫厅向位于北海道佐吕间湖畔的NISAR（日本国际宇宙航空研究开发机构）旗下的宇宙开发机器人Getter Robo请求合作。 NISAR 的 Tachibana 博士最初不愿意在战斗中使用 Getter Robo，但在战斗中经历了伤亡后，他决定认真加强 Getter 的战斗能力。盖塔机器人最初是无法变形、手无寸铁、赤手空拳战斗的，但随着战斗越来越激烈，它逐渐拥有了武器，并在第 11 集中重生为一个超级机器人，可以通过组合成三个飞行机甲来变身为三种不同的形态。
在人类将生活领域和自身欲望扩张到宇宙的时代，寻求自由的人们移民到宇宙中居住，他们的睿智孕育出发达的文明，不知不觉转变为对地球的一种威胁。宇宙历0156年，地球联邦政府经历了与祖母星格兰地玛斯有史以来的第四次接触（4th note），也正是从这一年开始，联邦政府与【梅杜斯子民】之间的对抗正式拉开帷幕。战争永无止境，牺牲不断增加……为了打开战局，联邦政府派出一名英姿飒爽的青年加入战局。年轻人名叫斯巴鲁•一之濑，不仅长相帅气、成绩优异，而且是宇宙战舰【提拉米斯】的王牌驾驶员。全人类的希望都寄托在他的身上。——然而，他实际上是个难以融入提拉米斯舰内集体生活，整日将自己关在专用机“杜兰德尔”驾驶舱内的“窝里蹲”……
穗村玲子（桥本千波 配音）是一名个性稍微有些内向的女高中生，在转学去了新的学校之后，玲子发现自己的性格导致自己久久无法融入班级圈子里，感到稍稍有些孤独。最近班上流行着名为“WIXOSS”的卡牌游戏，玲子希望以此为契机能够拉近自己和同学们之间的距离，于是走进商店买了一组卡牌。让玲子没有想到的是，在打开卡牌的一瞬间，牌面上的立绘少女莉露（伊藤静 配音）动了起来，原来，玲子被卷入了一个以记忆为赌注的游戏之中。她的全部记忆被浓缩封印到了五枚硬币之中，这就是她手上的全部筹码，玲子要利用这五枚硬币和其他的参与者进行对决，如果失败了，她将会失去所有的记忆。
