海底基地のゴーゴン大公は暗黒大将軍の命令を受けてニューヨーク、パリ、ロンドン、モスクワの各都市に攻撃を開始した。世界の大都市が壊滅的な打撃を受けたとのニュースを聞いた、光子力研究所の甲児、弓教授は、東京を守るためにマジンガーＺを緊急出動させた。一方東京の攻撃を担当するゴーゴン大公は、戦闘獣軍団を出撃させた。悪霊戦闘獣ダンテを先頭に鳥型バーディアン、爬虫類型ジャラガ、昆虫型ライゴーンが光子力研究所を目がけて進行中、マジンガーＺとぶつかった。甲児も光子力ムービー、ロケット・パンチを発射して応戦。そしてマジンガーＺは大車輪ロケット・パンチと、ミサイル・ドリルで反撃し、戦闘獣を全滅させた。海底基地でテレビを見ていたゴーゴン大佐は、ダンテとマモスドンに光子力研究所の破壊を命じた。攻撃を受けた研究所は、コントロール・タワーが倒れ、甲児の弟シローは重傷を負った。マジンガーＺも傷を負い研究所の地下で修理を受けていた。地底王国では、暗黒大将軍がゴーゴン大公の東京攻撃の失敗をなじり、自ら七つの軍団を指揮し、獣魔将軍を司令官に任命して、マジンガーＺの攻撃に入るのだった。一方、マジンガーＺの修理が間にあわず、あせる甲児、弓教授だったが、甲児は死を覚悟してマジンガーＺを出撃させた。獣魔将軍の引きいる戦闘獣と戦うマジンガーＺ、危うし！ その時、死んたはずの甲児の父兜剣造の司令で現われたグレートマジンガーが、絶対絶命のピンチにいるマジンガーＺを救い、さらに獣魔将軍を倒して、空の彼方と飛んで行った。
東映まんが祭りで公開されたアニメ映画。マジンガーＺとグレートマジンガーの初共演作にして、グレートマジンガー初登場の作品。
マジンガーＺの人気が絶頂で、強さを信じていた当時のキッズは、暗黒大将軍が率いる戦闘獣に惨敗しズタズタにされるマジンガーＺの姿、戦闘獣の攻撃に無傷で圧倒するグレートマジンガーの強さに衝撃を受けた。
今見ると、戦闘獣の攻撃で光子力研究所が破壊されシローが重傷を負ったり、修理途中のマジンガーＺに死を覚悟して乗り込み戦闘獣に立ち向かう兜甲児の決死の覚悟など、ハードな描写が目立つけど、痛快なバトルが楽しめる傑作ロボットアニメ映画。
