西暦２１００年の２２世紀。人類の宇宙進出を阻むかのような怪事件が続発。それらはすべて未知の機械化人類アーマノイド星人の仕業だった。宇宙開発センター所長のタチバナ博士は、剣持キャプテンに命じ、テスター隊の中からフブキ、アラシ、リサの３人の訓練生を選出。対アーマノイド特殊部隊「ゼロテスター」が誕生した。
突如、東京を壮絶な砂嵐が襲った。あらゆる建物や道路まで砂に埋もれていった。タチバナ博士はアーマノイドの策謀と推察。博士の命令でゼロテスターが砂嵐の調査と、取り残された町の人々の救出に出動した。だが、好戦的なアーマノイドの司令官・メビウスは砂嵐を発生させる超兵器・ハリケーンコマを差し向け…。
深刻なエネルギー不足に見舞われていた地球は、月にある無尽蔵のウラン鉱石を利用してその危機を回避していた。だが、ある日突然、鉱石輸送船が次々と消失する事件が発生。タチバナ博士は、宇宙空間に輸送船を飲み込む落とし穴があると推測し、ゼロテスターがその正体を探るべく出動するが…。
訓練や開発アイテムのテストで忙しいフブキたちに０指令が発令された。アーマノイドが宇宙にある宇宙開発センターの第一惑星基地を襲撃したのだ。フブキたちは通常任務を返上。直ちにゼロテスターは現地へ急行した。だが、彼らをアーマノイドの恐るべき罠が待ち受けており…。
ある日、タチバナ博士のひとり息子・ヒロシのもとに教材の機械が届いた。ヒロシはひとりで組み立てようとするが難しく、宇宙開発センターのヤンに組み立ててもらおうと考え、ヤンの元へ。だが、それこそはアーマノイドの恐るべき人間改造機で、ヤンが組み立てたとたん、機械が発動し…。
ヨットレースに出場することが決まったフブキとアラシはここのところ練習に余念がない。そんな二人をよそに、海底火山の噴火が相次ぎ、世界各地を津波が襲った。フブキらは練習を中止。テスター３号機で出動した。だが、彼らをアーマノイドの新兵器・ベスビアス号が迎え撃った！フブキらは苦戦を強いられ…。
関門トンネルで、修学旅行中の子供たちを乗せたリニアモーターカーが列車ごと行方不明になった。フブキはアーマノイドの影を感じ、調査を進言。事態を重く見た剣持キャプテンの判断で、ゼロテスターがテスター１号機で現地へ調査に向かった。予測どおりアーマノイドの策謀で、１号機は彼らの急襲を受け…。
南極に大異変が発生。突如氷山が増え、付近を航行する船舶の遭難が相次いだ。映像で、その光景を目の当たりにしたタチバナ博士は、アーマノイドの新たな狙いが南極にあると直感。テスター２号機が南極の昭和基地を目指して出動した。案の定、南極にはアーマノイド部隊が潜んでおり…。
ナイル川に巨大ダムが完成するが、同時に異常かんばつと異常出水が発生した。怪しいとにらんだタチバナ博士はゼロテスターに調査を命じた。フブキの操縦する１号機が現地に急行したが、謎のファラオ型石像ロボットの急襲を受け、マークⅠが墜落。フブキが生死不明に。じつは石像はアーマノイドが建造したロボットで…！
氷のようなボディを持ち、口からオーロラ状の高熱ガスを噴射する謎の巨大怪鳥が出現！各地を襲った。タチバナ博士はアーマノイドの仕業とにらみ、剣持やゼロテスターとともに、怪鳥が飛来した東京へ急行した。案の定、怪鳥はアーマノイドの手先で、地球をオーロラで覆って燃やし尽くそうとしていた。
レーザーをレールに変換しての走行を可能とする最新鋭のレーザーカーが開発された。ゼロテスターは、その試運転と警護の依頼を受け、テスター１号機で一路ヒマラヤ山脈へと向かった。この事実を知ったアーマノイドのメビウス司令はレーザーカーを強奪すべくスパイを派遣。スパイは巧妙に実験場に入り込み…。
ある夜、ニューヨーク、パリ、モスクワ、東京、北京に巨大隕石が同時に落下。各都市に巨大な穴を作った。宇宙開発センターが調査を開始しようとした矢先、隕石はセンターにも迫るが、タチバナ博士の機転で隕石落下を回避。直ちに０テスターが隕石の出現元である小惑星ベルト地帯に急行した。だが、そこで彼らの見たものは…！
待ちに待ったクリスマス当日。ゼロテスターから子どもたちにクリスマスプレゼントが届き、子どもたちは大喜び。〝雪の結晶を作る実験装置〟と説明されたが、作動と同時にその機械は子供たちを捕らえて飛び去った。当然、身に覚えのないゼロテスターはアーマノイドの作戦と直感。子どもたちを取り返すべく行動を開始した。
ある日、平和な南の島に強烈な光の柱が降り注ぎ、瞬く間にすべてを焼き尽くしてしまった。その直後から同様に世界各地を光の柱が襲い、各国に甚大な被害を与えた。それは、アーマノイドのメビウス司令が、地球人の開発したレーザー通信衛星を利用した攻撃だった。ゼロテスターが緊急出動するが、敵の攻撃に遭い…！
生物を巨大化させるという高成長剤αβが完成し、人類の食糧危機を救うと期待された。だが、その輸送船が太平洋上に墜落した。もし薬品が海中に流出すればプランクトンが異常発達して生態系が狂い、他の海中生物が死滅する恐れがあった。直ちにゼロテスターがそれを防ぐべく薬品捜索に出動するが…。
数十年に一度という皆既日食が始まった。だが、それと同時に太陽が小爆発を繰り返していることがわかった。太陽の危機を感じたタチバナ博士は対策を講じるべく大至急、世界有数の科学者たちを招集した。だが、そのことを察知したアーマノイドの二代目司令官・バルギスはさっそく妨害工作を開始し…。
人類は海中に新たな生活圏を作り上げることにも成功。さらに高い効率で無公害のエネルギー、マックスガンマの開発を進めていた。だが、その研究室がアーマノイドによって切り離され、職員ごと強奪されてしまった。アーマノイドにマックスガンマを渡してはならない！フブキらがテスター機で追跡を開始するが…！
巨大宇宙船のマンボウ号が突如、宇宙開発センターに衝突するコースを航行し始めた。マンボウ号は特殊電波による自動操縦システムを搭載しており、何者かが発信した偽電波によって誘導されていた。タチバナ博士の命を受け、フブキらゼロテスターが出動！偽電波の発信源を探ると、謎の宇宙クラゲが現れ…！
タチバナ博士の息子・ヒロシが夜空を観測中、銀色の彗星シルバーブロンコを発見。その後、シルバーブロンコは宇宙開発センターに異常接近して来た。フブキらゼロテスターはシルバーブロンコを破壊すべくテスター１号機で出撃し、ミサイルを発射するが、素通り。直後、シルバーブロンコはこつ然と消え去ってしまう…。
宇宙開発センターは、人類の未来のために総力を結集して人工太陽発電所を建設していた。しかし完成を目前にアーマノイド部隊の攻撃を受けた。フブキらゼロテスターがこれを迎え討つ！無事、人工太陽は守られ、アーマノイド部隊は撤退した。だが、その直後から人工太陽に異常が生じ始め…！？
タンカー宇宙船が突如交信を絶った。月面Ｈ２Ｏ基地に水を運ぶ途中でのことだ。さっそく捜索が開始されるが、ほどなくタンカー宇宙船は何事もなかったかのように舞い戻り、基地に着陸した。だが、その中にアーマノイドが潜んでおり、彼らの放ったロボトミーガスを吸った町の人々は次々にアーマノイド化されていき…！
アーマノイドは宇宙開発センターが開発中だった特殊プラスチックを、工場ごと強奪した。直ちにテスター１号機がアーマノイドの宇宙船を追跡。奪還には成功するものの、直後に強い衝撃波を受けたテスター１号機は、秒速１万キロで吹き飛ばされてしまう！フブキらはなんとか軌道を回復しようと尽力するが…！
地球の衛星軌道上に謎の光の帯が発生。近づくものすべてを爆破してしまう事件が起きた。宇宙開発センターの分析で、光の帯の正体がウルトラウランである事実が判明。その影響を受けた地球も壊滅の危機に瀕することがわかった。それもアーマノイドの計略と察知したゼロテスターは、光の帯攻略に乗り出すが…。
ゼロテスターは宇宙空間での訓練中、漂流中の１機のロケットを発見した。ロケットの生存者である、ユカというひとりの少女を救出した。ヤンの診察で、ユカが何者かによって記憶を消されている事実が判明。その直後、正体不明の幽霊ロボットが出現！テスター２号機の内部で暴れ始め…！
フブキらゼロテスターの滞在する第４惑星の宇宙ステーションに、謎の１匹のクモが侵入した。あり得ない事態だったが、それこそはアーマノイドの放った侵略用の機械グモだった。続いて、続いて、巨大なメカニックグモ、アーマノイドの新兵器・アラベラが出現！開発中の人工降雨ステーションを狙った。フブキらが迎撃をはかるが…。
安全を保証されたオートコントロール船の事故が続発。そして宇宙開発センターまでもがコントロールを失い、地球に向けて降下し始めた。この未曾有の危機は、アーマノイドのモンスター頭脳と呼ばれるマッドが、超能力でコンピュータを狂わせて招いたものだった。事態を打開すべくゼロテスターが出動するが…。
宇宙開発センターは、かねてより開発中だったテスター１号機を上回る新型機Ｚ－１を完成させる。テストパイロットにはフブキのライバルだった法水が選ばれた。フブキと法水は激しいライバル心を燃やして互いに火花を散らす。結果、テスト飛行で互いの腕を競うことになったが、その場にアーマノイドが出現し…！
驚くべきことに、テスト中のＺ－１が人工島指令基地を攻撃し始めた。アーマノイドの司令官・バルギスは経験の浅い法水に目を付け、密かにヘルメットをすり替え、洗脳して彼をアーマノイド化することに成功。今や法水は完全にバルギスの手先となってしまった。フブキらはテスター１号機で新型機のＺ－１と戦わざるを得なくなり…。
バルギスの猛攻を憂慮したタチバナ博士は、より堅固な地球防衛計画を練るため、人工島に世界中の科学者を招集し、秘密会議を開催することを計画。しかし、狡猾なバルギスはこの動きをいち早く察知。タチバナ博士はバルギスの巧妙な罠にかかり、誘拐された挙げ句、自分の替え玉をその会議に送り込まれてしまい…！
ウダ博士が発表した“地球人の先祖は宇宙人”という新学説は世界中で反響を呼び、その学説の根拠となる遺跡の調査団が組織された。ヤンも調査団に参加することが決定し、遺跡に向かった。その調査中、アーマノイドの襲撃を受ける。アーマノイドはなぜヤンを襲ったのか？その謎を解くべくゼロテスターも遺跡に飛ぶ。
アーマノイドの二代目司令官・バルギスは誘拐した科学者たちに作らせたプランを基に密かに大要塞の建造を進めていた。一方、タチバナ博士ら宇宙開発センターグループは、バルギスにさらわれていた科学者たちの記憶の断片を解析して要塞の位置を推測することに成功。そのデータを頼りにテスター１号機が要塞探索に出動した。
地球侵略計画の遅れに業を煮やしたバルギスは、科学者陣の総力を結集させて自らの体に改造を施し、巨大ロボットに生まれ変わった。巨大バルギスが町を襲い、その猛攻の前にテスター１号機すらも歯が立たず、撃墜された。バルギスを倒せるのはＺ－１のみ。タチバナ博士らはＺ－１の改良を急ぐが…。
テスター隊の創立記念日が近づいた。フブキらも喜ぶ中、テスター隊に憧れる少年テスター隊員たちが体験訓練を受けに人工島基地へ訪れた。だが、その訓練中、少年隊員のひとりのタケルが、バルギスが密かに開発・建造した新兵器を偶然目撃する。その直後、タケルはバルギスに捕らえられ…。
タチバナ博士は第６惑星アルメダに前進基地を建造。無人衛星及び有人衛星船メトロ号でアーマノイド星の位置を探った。そのメトロ号が消息を断つが、ほどなくゼロテスターは、第６惑星付近でメトロ号からの救助信号をキャッチ。テスター２号機で救助に向かうが、エンジンが故障したメトロ号の進行は止まらず…。
鉄を喰い荒らす謎のキノコ群が世界中で猛威をふるった。テスター隊が対処するが、被害は甚大に。テスター１号機が出撃し、火炎放射攻撃でキノコ群を駆除していく。だが、キノコらは１号機を翻弄すると宇宙へ消えた。バルギスは帰還したキノコから鉄を抽出。メカ植物ダイラーを完成させ、第６惑星基地の大天文台を襲撃した。
地球から遠い幾つかの小惑星が凍り、崩れ去る現象が観測された。観測衛星が消息を絶ち、ゼロテスターが調査に赴くと、観測車も凍りついていた。第４惑星基地が氷で覆われ始め、テスター１号機が急行。だが、バルギスの放ったフリーザー円盤の新兵器・フリーザーバリヤーには歯が立たず、エネルギーが切れてしまい…。
クライン島には世界中のコンピュータのデータを集めた大コンピュータバンクがある。島は観光地としても有名で、ゼロテスターの３人はここで休暇を過ごす予定を立てていた。その直前、巨大隕石が落下。コンピュータ解析で無害と診断されたため３人は予定どおり島を訪れたが、謎の武装集団が町を占拠し…。
宇宙開発センターでは万能救助用ロボット、０ロボットの完成を急いでいた。折しもヨーロッパの全エネルギーを貯蔵するエネルギー島で事故が発生。強力な火力を持つカプセルが海中に流出し、ゼロテスターが回収にあたる。だが、事故現場へ核燃料を満載したタンカーが接近しつつあった。それこそはバルギスの罠で…！
素潜りで貝を漁っていた少年・カイが偶然、バルギス率いるイカ型巨大ロボット、イカガンダーの出撃を目撃した。カイは基地の無線を利用してゼロテスターに通報。ゼロテスターは人工島を襲ったイカガンダーを迎え討った。その攻撃を前にイカガンダーは一時撤退。その隙に人工島は秘密の本部へ帰還するが、イカガンダーが密かにその後を追っており…。
バルギス司令を倒されたアーマノイド・ボスは切り札たるガロス七人衆を召喚。そこへ、バルギスに勝利して意気揚々のテスター隊が奇襲を仕掛けてきた。なぜこの場所が彼らに知られたかいぶかしげに思いつつ、七人衆は自信満々にこれを迎え討った。だが実はフブキらはアンドロイドで…。
突然、各地で動物たちが暴れだす事件が発生。野獣ばかりでなく、おとなしかった動物園の動物たちや一般家庭のペットの犬たちまでもが凶暴化し、一斉に人類へ牙をむいた。あらゆる動物を意のままに操る能力を持つ、ガロス七人衆のひとりアニマルガロスの仕業だ。動物たちは人工島指令基地を目指して進軍を開始し…！
動物のロボットが集うアミューズメント＝ロボットランドの周囲で恐竜の足跡が発見された。ランド内の恐竜ロボットが脱走したのか、本物の恐竜が現れたのか…？世論は沸騰。好奇心旺盛なノボルとまことの兄弟は、真相を確かめるべくロボットランドに潜入。だが、ランド内の恐竜ロボットたちが一斉に動きだし…！
ゼロテスター隊は市民からの「０００」のコールサインを受けて緊急出動した。送信主は竜夫という少年。彼からアーマノイドらしき存在の情報がもたらされ、調査を開始した。だが、そこにガロス七人衆のアシュラガロスが出現！まんまとテスター１号機から引き離されたフブキらは、アシュラガロスの攻撃でピンチに陥る！
海底油田基地が謎の爆発を起こした。炎を自在に操るガロス七人衆のひとりファイアーガロスの仕業だった。コールサインを受けた人工島指令基地が現場に急行。だが、七人衆の中でも屈指を誇る強敵ファイアーガロスの火炎攻撃に猛苦戦。テスター隊は反撃のチャンスを伺うが、ファイアーガロスの猛攻にメドが立たず…！
タチバナ博士の命を受けたアラシは、超能力犬と呼ばれる犬のホスと、その飼い主のミツル少年のもとに、超能力研究の協力を頼みに向かった。だが、超能力を持つガロス七人衆のひとりエスパーガロスもホスに目を付け、ホスをエネルギー源にパワーアップをもくろむ。そして、アラシやミツルの目の前で、ホスを連れ去ってしまい…！
明日、人工島指令基地が入港することで歓迎ムードにわく港町があった。だが歓喜ムードの中、それをあざ笑うかのごとき不気味な男の影が…。そんな折、その港町に住む少年・ニコルは不思議な形のペンダントを拾う。だが、それ以来、謎の大男たちに追われる羽目に。一体このペンダントはなんなのか！？そのことを知ったテスター隊は…。
地球上の人類の関心は日に日に宇宙に向けられ、世界中で宇宙をテーマにしたショーも頻繁に開催されるようになっていた。そんな宇宙イベントの会場のひとつにある展示物の人形が突如暴れ始めた。人形の正体は、変形能力を持つガロス七人衆のひとり三段変形ガロスだった。コールサインをキャッチしてテスター１号機が出撃するが…！
世界有数のウラン精錬所のある町で、鉄を喰い荒らす謎の蟻の群れが現れた。コールサインを受けたフブキらテスター隊が現地に急行。対策にあたるが査として蟻の正体が掴めない。その蟻こそ、全滅したガロス七人衆に替わってアーマノイド・ボスが新たに地球に放った刺客、ガロス鉄甲獣団のひとりブラックデーモンだった。
アーマノイドは次のガロス鉄甲獣団、アルマゲドンを地球に送り込んだ。テスター１号機が迎え討つものの、アルマゲドンの放つブラックスクリーンウェーブ＝超重密度空間によって大ダメージを受ける。これを討ち破るにはゼロフライトしかない。フブキらが特訓を開始するが、過去のトラウマを思い出したアラシが脱走し…！
タチバナ博士に脅迫的暗号通信が入るが、本人は一笑に伏すと、テスター隊を連れて差出人の元へ。そこにいたのはタチバナとは旧知の仲で、幻の大宇宙学者と呼ばれたガオ博士だった。ガオ博士は独自にスーパーロボット・クラッシャー７を研究開発。タチバナらの目の前でガオ博士の孫たちが搭乗し、アーマノイド基地急襲に出撃し…！
オカダ博士が学会で新発明の発表を控えた晩、謎のガロスに殺害され、その発明品を奪われてしまった。テスター隊が急行すると、父親を失い悲しみに暮れる娘と弟の姿が。そんな中、オカダの発明品であるバニシングアイアン＝見えない鋼鉄で全身を固めた透明ガロスが出現！タチバナ博士は遺品に攻略のヒントがないか探るが…。
タチバナ博士はテスター隊を伴い、海底地震調査の目的でとある島へ。そんな彼らを、珍客が待ち受けていた。タカシ、ユカ、マサルら島の少年少女トリオだ。タカシらは自らを〝押し掛けテスター隊員″だと言い張ってきかず、フブキたちの手を焼かせる。そこに新たな鉄甲軍団のひとりマグマガロスが姿を現わし…！
攻撃力を増していくアーマノイドの猛攻を憂慮したタチバナ博士は、テスター２号機の要塞化を進めるが、エンジンの製造で難航する。そんな折、新たなロボットを開発中のガオ博士が人工島を訪れた。だが、予算不足でロボットは片手だけ。そこに機械という機械を取り込み、自らの体と力にするヒドラガロス出現の報が入り…！
海中戦に弱いテスター１号機の大改造が実践された。だが、リサが海中突入時の圧力に耐え切れず、失神してしまった。剣持はマーク３のパイロットをリサの同期の男性隊員に交代。海中戦訓練が再開された。マーク３を降ろされたリサは別任務を命じられるが、どこか淋し気だ。そんな折、新ガロスが出現。新テスター隊に出撃命令が下るが…！
宇宙開発センターは、厳しい環境の峡谷に対アーマノイド迎撃基地を建設中。そんな折、基地視察に訪れたフブキらは、巨大なコンドルを操る現地の少年と親しくなる。そんな折、アーマノイドのガロス超特急が、資材運搬用の弾丸列車に偽装。各中継所を破壊しながら新基地目指して突き進む…！
突如ゼロテスター隊の３人が町に現れ、破壊活動を開始。３人はガロスに加勢し、そこへ駆けつけたテスター１号機をも攻撃する。その胸にはテスター隊員を証明する“０”マークが輝いている。報告を聞いたタチバナ博士や剣持らの顔色が変わった。実は彼らはフブキらの入隊前にヤンが開発したアンドロイドのテスター隊員で…。
潮流発電所が建造され、主軸となるダムの上にはハイウェイが通り、画期的な発展を遂げた臨海市があった。だがその周辺一帯を突如、巨大地震が襲う。実は地震は人工的なもので、アーマノイドが放った鉄甲ガロスのひとりサソリギュラの地底攻撃によるものだった…。
アラシは全世界バギーグランプリの招待を受け、ヤンが開発したゼロバギーで出場することに。当日、アラシはコースに飛び出して来た少年を、間一髪助ける。なんと少年は他のレーサーがすべてアーマノイドだと言うため、アラシは周囲のレーサーたちの動向を探るが…！？
フブキとリサは、厳しい訓練に耐える後輩たちを叱咤激励するため、少年ゼロテスター隊西日本支部を訪れた。大先輩の登場に少年たちは大喜び。だが、子どもたちの訓練場であるその島にはアーマノイドによって罠が仕掛けられていた。罠にまったフブキたちはアーマノイドに囚われてしまい…。
リサは親友・アンが乗っていた１号監視船が大爆破したことを知り、深く悲しむ。だが、泣くひまもなく、アンの殉職を彼女の家族に告げに向かった。いざ、アンの両親を前にすると、なかなか話を切り出せず、リサは内心苦しむ。だが、そこに監視船を襲った真犯人である鉄甲軍団のひとりスペクターガロスが出現し…！
旅客機墜落の報告を受け、テスター１号機が調査のため現地に急行。旅客機に乗り合わせていたダルトン博士は、テスター隊に発見されたのも束の間、連れのユーキ少年とアタッシェケースをフブキに託すと息を引き取った。だが、テスター隊は遺留品のテープから、博士の遺した恐るべき秘密を知って驚愕する…！
テスター隊の新たな戦力となったゼロロボットを研究・完成させたＮ市はロボット開発が盛んな町。そんな風潮を受け、子どもたちによるロボット競技会も頻繁に開催されていた。ある時、フブキらがロボット競技会の審査員として招かれた。だが、イベント会場にアーマノイドの尖兵が潜り込んでおり…。
テスター隊はエネルギー補給のため、洋上に浮かぶ孤島・パラス島に立ち寄った。バラス島には古代に栄えたサキランティス大陸が、神の怒りに触れて沈められたという伝説が伝えられていた。そんな折、その伝説を知ったアーマノイド鉄甲軍団のひとり地獄ガロスが、バラス島の地下に眠る膨大なマグマ層に目を付け…。
切り札たるガロス鉄甲軍団員を、テスター隊と人工島指令基地に粉砕されたアーマノイド星は、満を持して小型ロボット軍団の刺客・ズーマーを地球に派遣。アーマノイド・ボスの期待どおりズーマーはテスター１号機を撃墜。他の兵器の攻撃もはね退け、フブキらを窮地に陥れた。だが、その危機を謎の男性が救う…！
地球に近付く謎の天体が発見された。だが、それこそはアーマノイド星そのものだった。テスター隊とタチバナ博士に釼持キャプテンはついに決戦の刻（とき）が訪れたことを悟った。アーマノイド・ボスは、最終兵器として遂にアーマノイド星の申し子、巨大ガロス・バンガースを出陣させた。テスター隊がこれを迎え討つが…！
テスター隊と人工島指令基地は、過去最大の強敵バンガースにからくも勝利を収めた。だがアーマノイド・ボスは諦めず、アーマノイド星で直接地球に侵入する最終手段〝地球上陸作戦″敢行を全軍に命じる。一方タチバナ博士は、月面でアーマノイド星の侵攻を喰い止める秘策を講じるが…！
