初めての出動でかいじゅうをやっつける、赤いロボットのシャイニー。その後、宇宙へ飛び立ったシャイニーはある星にたどり着き、ロボットのサンダーに出会う。でも、何かがおかしいぞ...。

おそろしいかいじゅうと戦えるのは、強くてゆうかんなロボットだけ。そこで、サンダーがシャイニーを基地に連れて帰ると、アレックスたちはシャイニーの能力を試す特別なテストを開始する。

かいじゅうに立ち向かい、サンダーといっしょに戦える実力を見せたシャイニー。その様子に納得したアレックスは、シャイニー1人だけでかいじゅうと戦わせてみることに。

かつやくしてヒーローになるのは、いつもサンダーばかり。うんざりしたシャイニーは、えらそうな技術軍曹(ぐんそう)の力を借りて、かいじゅうと戦う力をアップグレードするけれど...。

シャイニーとサンダーの体の中に小さなかいじゅうの寄生生物が入ってしまい、アレックスとクリード大佐(たいさ)は生物を取りのぞく作戦を開始。そのころ、基地にはナゾのスパイが入りこんでいた。

シャイニーとサンダーは、頭が2つあるかいじゅうと戦うために地球の反対側へ。2人が戦いを始めようとしたその時、作戦は基地の乗っ取りをたくらむスパイにじゃまされてしまう。

アレックスは、かいじゅうとの戦いの最中に地球に現れた宇宙人の天才少年に一目ぼれ。ところが、シャイニー、サンダー、クリードは、少年はスパイかもしれないと疑い始める。

古代のかいじゅうをねむりから目覚めさせる、スパイのヴァネッサ。すると、かいじゅうが地面の中から現れて、世界中の都市で大暴れし始める。シャイニーとサンダー、今すぐ出動!

行方不明になっているアレックスの両親の手がかりが、シャイニーに秘められていることが明らかに。ヴァネッサと大帝王(だいていおう)は計画を早め、おそろしい空飛ぶかいじゅうを解き放つ。

アレックスを救うため、そして地球を守るため、スターフェイスとクリードと協力して強大な悪の力に立ち向かうシャイニーとサンダー。今こそ、兄弟のきずなの強さを見せる時だ!