地球に続発する怪奇現象の原因を解明するため、地球防衛軍内に科学警備隊が結成された。その隊員に選ばれたヒカリ超一郎は宇宙ステーションEGG3から地球へ帰還する途中、謎の赤い光と遭遇する。光の中で出会った「ウルトラマン」と名のる超人はヒカリと融合するが、ヒカリはそれを夢と思い込んでそのまま地球に向かった。

発電所を狙ってエネルギーを吸い取る巨大な竜巻が発生した。ムツミは竜巻の正体が怪獣であると睨みマルメと共に調査に赴くが、搭乗したバーディごと竜巻に飲み込まれてしまう。ヒカリはジョーニアスへと変身し、竜巻の中に突入する。

都市部に出現した怪獣・ワニゴドンをマルメは孤軍奮闘して倒した。しかし、飛散した細胞の一部が行方不明に。その細胞は凄い増殖力で24時間以内に巨大な怪獣へと成長するおそれがあるという。その頃、ワニの子どもの様な小さい生物がタカシ少年に拾われペットとして飼われいたが、やがて巨大な怪獣へと姿を変え…。

奇妙な赤い雲が出現し、科学警備隊はスーパーマードック号で現地に赴きド水分に戻そうと試みるが、雲はまるで意志があるかのように反撃する。採取した雲の一部をトベが調査した結果、それはただの雲ではなく生命体であることが突き止められた。やがて雨が振り出し、赤い雲は怪獣となって暴れ始める。

一晩で森から何千本という木が消失する奇妙な事件が発生。科学警備隊はアフリカゾーンから来日したヘンリー・ニシキと共に調査を開始する。パッセージャー号で地中へ突入すると、地底の空洞となっている空間で樹木を食べるタフギラスを発見する。

太平洋沖で起きた地震による津波から人々が避難するなか、謎の飛行物体が現れ火炎を浴びせるという事件が発生。ムツミは数億年前に生息していた怪獣の仕業ではないかと推察する。その直後、海底火山の爆発と共に溶岩怪獣ファイヤバドンが出現する。

科学警備隊の情報係ロボットのピグが、原因不明の危険信号を発信する。しかし実際には異常は見られなかった。ピグは自分が故障したと考え、最新型のロボットに後を任せ飛び出してしまう。ヒカリとムツミがピグを追跡すると、電子怪獣コンビューゴンが出現した。

ヒカリは未確認飛行物体を調査中に怪獣ミコノスに遭遇、ジョーニアスに変身して撃退する。後日、TV局にその戦いを撮影したフィルムの一部が届けられた。残りのフィルムには「ウルトラマンの秘密」が映されているという。ヒカリはフィルムを届けた男を追跡するが、それはバルタン星人の罠だった。

タマラ島の古代遺跡を訪れた調査員たちは、地下の洞窟で怪獣ドルフィーゴを目撃する。メンバーのうち3人が、ドルフィーゴに操られて怪光線を発射、破壊活動を開始した。科学警備隊が現地に到着するが、ドルフィーゴは3人を通じて島からの退去を要求する。

ザローム砂漠から日本への空間移動を試みる人気マジシャン・ジョージ佐竹。だが、東京の特設会場に現れたのは怪獣ザロームの半透明の姿だった。やがてザロームは実体化して住宅街に出現、ヒカリはジョーニアスへ変身、ミクロ化してザロームの体内へ飛び込んだ！