時は21世紀。ロボット工学の飛躍的進歩を遂げた人類に悪のゾーン総統率いるネオブラック団が宣戦布告をした。一方、あの伝説のヒーロー、鉄人28号のパイロットである金田正太郎氏の呼び声の元、ワールドロボットコンテストが開催された。だがコンテストを阻むゾーン一団の大襲撃により、世界平和に沸き立つ会場は一瞬にして戦場と化してしまう。誰もが天に救いを求めたその時、轟音とともにバイクで現れた謎の少年。その正体とは？
行方不明だった正人が帰ってきた！ その真相を聞いた父・正太郎は耳を疑う。何と正人は一年もの間、ネオブラック団に拉致された上に団員として訓練を受けていたというのだ！ そんなある日、金田探偵事務所に調査依頼の電話が鳴る。これが罠とも気づかずに正人は父に無断でグリッドランサーを持ちだして三郎とともに現場へ急行。だが盟友・鉄人28号FXの様子がおかしい。グリッドランサーを何者かに奪われたのだ！ 正人、大ピンチ！
夜の東京湾岸で陸橋作業中のロボットが突然暴れだして制御不能に陥った。警視庁は機動隊を出動させるも事態は一向に収拾つかずやむなく民間ロボット・鉄人28号FXの協力を要請してきたのだった。ところがいざ現場に駆けつけてみると、鉄人さえもコントロールが利かない。不審に思った三郎は双葉を連れてネオブラック団の基地へ潜入、妨害電波が放射されていることを掴み正人に伝えようとするが。デビルウェーブ破壊なるか!?
鉄人28号FXの産みの親である正人の母・陽子が次なる研究に挑んでいる。FXと17号フェニックスとの超電動合体だ。そこで父・正太郎は誰がそのパイロットに最もふさわしいかを図るテストをメンバー全員に課すのだが、納得できない正人はテストを蹴って出て行ってしまう。そんな正人を付け狙うデビル加藤がブラックドラゴンを機動。今やグリッドランサーを持たぬ正人は父の部屋から無断で旧鉄人のリモコンを持ち出すが、果たして……。
正人達はパーティーに出席する為、資本家の祖父が所有するサカキ電子中央研究所にやって来た。そこには巨大な超電動システムが安置されており、鉄人を含む膨大な機密データが集積している。まさに世界制覇を目論むネオブラック団が喉から手が出る程欲しい宝の山だ。母・陽子の心配をよそに得意満面で警備は万全だと断言した祖父だったが、パーティーが始まるや否や研究所はデビル火刀によって封鎖されてしまう。どうする正人!?
摩天楼のニューヨークで、オカマの兄弟・エルビスブラザーズ率いる悪名高きピンクマフィアが正面切って銀行強盗を働いたというニュースが入った。早速FBI指令の元に出動したアイアンイーグルは、かつてマイケルとともにワールドロボットコンテストに出場した経験を持つアメリカきっての優秀なロボット。だが兄弟の本命は、世界最強の鉄人28号FXだというのだ。これを知った正人達は、両親を説得して渡米に踏み切るのだったが。
ニューヨークで事件を解決した正人たちは、マイケルのガイドでラズべガスへ。マイケルの提案でアメリカ美少女コンテストに渋々出場した詩織だったが、なんとステージ上で他の出場者と共に拉致されてしまう。またしてもエルビス兄弟の陰謀と知った正人たち。詩織を救う為には、鉄人28号FXが7人のアメフトロボと試合をして勝たなければならないという馬鹿げたもの。アメフトのルールすら知らない正人に果たして勝ち目はあるのか？
天才工学博士の母・陽子が発明した特殊マイクロチップは鉄人に内蔵されているシステムで通常の三倍速く動くことができるという。父・正太郎はフランス政府の要請を受けて、これをフランスロボットアカデミーに提供することを決意。細心の注意でパリへ運んだがゾーン総統配下の手によって略奪され敵方ロボット・バラクーダにセットされてしまう。正人と鉄人はフランソワーズとミラージュの協力を得てマイクロチップを取戻せるのか？
バラクーダ壊滅にプライドをズタズタにされたバットラーは、恨みの矛先を正太郎に向けた。元祖ヒーローの名誉を汚そうと国家機密強奪という偽装犯罪をでっち上げて正太郎をフランス当局に逮捕させたのだ。一度は正太郎を師と仰いだフランソワーズまでが疑いの目を向けるようになり、追いつめられた正人達は自力で正太郎を救おうとブルゴーニュ特別刑務所に向かう護送車を待ち伏せるのだった。それがバットラーの罠とも知らずに。
中国保安局の依頼を受けて、今度はフー・メイシー操る赤龍号の助っ人として現地へ向かう金田探偵事務所の面々。その夜、当局歓迎の席に正人の大ファンだという一人の少女が現れる。明るくはしゃぐ少女の正体が、実はネオブラック団のスパイだと悟ったのは正人をWO13と呼んだ瞬間だった。しかし時既に遅し。罠に落ちた正人はグリッドランサーもろとも鉄人を奪われてしまう。残されたペンダント。一体二人に何があったのか？
まんまと鉄人を捕獲したネオブラック団一行は中国を後すると今度は資金調達と称してアフリカの鉱山へ向かう。ケニアにはイカム操るジャンボというヒーロー・ロボがいて鉄人と戦わせていれば正人をおびき寄せることができるという算段だ。一方、正人はネオブラック団戦闘員養成所で出会ったWO14ことランファとの脱走に失敗したことを仲間に打ち明けた。そして鉄人を取り返すだけでなく、今度こそ命がけでランファを救うと誓う。
ある夜、正太郎に大仁田警部から驚くべき一報が入る。鉄人28号FXが電子化学工場で強盗を働いたというのだ。盗まれたのは鉄人に関する10数個の部品。これはネオブラック団によるニセ鉄人の仕業に違いない。本物と戦わせて超電動パワーデータをコピーしインプットするのが敵の目的だと悟った母・陽子は、正人に超電動パワーの使用を禁止する。だが本物VS.ニセ物の凄まじい死闘にしびれを切らした正人は遂に約束を破ってしまう。
イギリスのテレビ番組に鉄人28号FXが出演することになった。集まった現地の子供たちに混じってフランと名乗る少年が憧れの眼差しで正人に質問をすると、お調子者の正人は極秘事項をペラペラと喋ってしまう。超電動マイクロチップのこと、それが日本のFXとフランスのミラージュにしか搭載されていないこと等。無邪気な少年に見えたフランの態度は一変し、その夜ミラージュが正体不明のロボットに襲われるという知らせが届いた。
ミラージュを襲って鉄人をおびき寄せたのはフラン操るブラックオックスだった。正太郎を目の敵にするこの少年が、かつて正太郎との闘いに破れて死んだフランケン博士と関係があると見て調査を進める中、一人の人物が浮上した。当時、博士の執事を務めていたスコットだ。孤独で頑な彼の心を開こうと勇敢にも双葉がホームヘルパーとしてスコット邸に潜入。そして、死んだはずの博士とフラン少年の恐るべき相関関係が明らかになってゆく。
三郎の両親が金田探偵事務所に現れた。既に離婚しているとはいえ息子の将来を思う心はひとつなのだ。そんなある日、正人たちはブラックオックスの暴走ぶりをニュースで知るのだが、正太郎の命令で鉄人を出動できないでいた。今や超電動パワーまで持つ敵の弱点を突止めることが先決だった。だが三郎の父が設計したクリスタルブリッジが襲撃され、両親が人質にされていることを知った瞬間、三郎は命令に背いて鉄人を持ち出してしまう。
フランケン博士の遺体から造られたクローン人間……それが少年の姿をしたフランケンの正体だった。だが長時間、外気に留まることができないという弱点があった。猛烈な早さで細胞が成長してしまうため、特殊溶液に体を浸しておく必要があるのだ。そこでネオブラック団は生命工学の権威であるセルロース博士を誘拐しフランケンを強化するための細胞データ強奪を決行。FBI本部に届けられた犯行声明ビデオには、あのオカマのエルビス兄弟の姿が！
セルロース博士が機転をきかせニセの細胞データをネオブラック団に掴ませたおかげでフランケンの強化作戦は不完全に終わった。だがカプセルの中でフランケンの身体は少年から青年に変容。次の目的は正太郎の最後の砦、金田探偵事務所に接近することだった。
「相手を怖がっている」と父・正太郎に指摘された正人。その恐怖を克服してこそ超電動カウンターが威力を発揮するのだ。一方、フランケンの詩織への想いはこれまでに経験したことのない感情だった。闘いの前日、詩織の前に現れたフランケンは、「彼女だけは逃げてほしい」と告げ去ってゆく。
フランスの新ドゴール空港から日本の新国際空港へ向けて、夢の大型ジェット機・ニューコンドルが初飛行を果たす記念すべき日に、世界中の科学者や指導者が参加する平和サミットが機内で開催されることになった。パリ滞在中の金田探偵事務所のメンバーから母・陽子とその補佐として詩織もこれに便乗。一方、ゾーン総統はバットラーにニューコンドル爆破を命じる。世界の首脳陣を一気に失えば人間社会は大混乱に陥るからだ。
ニューコンドル爆破計画を未遂に終らせたのは他でもないフランケンだった。詩織への想いがゾーン総統裏切りへと駆り立てたのだ。自ら培養カプセルを破壊してネオブラック団を去ったフランケンは、魔の山と呼ばれる鬼面岳で山岳救助中に崖から堕ちて倒れている詩織を助ける。そこへデビル火刀が処刑と称してフランケンを襲撃。駆けつけた正人と鉄人。死闘の最中、フランケンは鉄人を助け、復讐の終わりを告げ去っていった。
残された生命はわずか12時間あまり……。自らの死に場所を求め彷徨うフランケン。ネオブラック団はブラックオックス奪回のため、詩織を誘拐してフランケンを地獄島におびき寄せ、二人を投獄する。詩織は瀕死のフランケンを必死に励まし、共に生きる希望を与え続けた。
フランケン亡き後、ブラックオックスのパイロットに三郎を任命した正太郎。鉄人には改めて正人を起用するが、鉄人への武器の搭載は認めない。ネオブラック団撲滅のため世界のヒーローが集結する一方、ゾーン総統の正体がロボットであるデビル火刀だと知らされたゾルリックは戦場へ送り込まれた。
デビル火刀の復讐が始まった。周囲のマシンと同調し、取り込んで誕生したデビルロボはサイコエネルギーウェーブを放出し、ロボットの操縦を不可能にする。だが、デビルロボ内部に突入した正人と鉄人の固い絆が奇跡を起こす。
ゾーン総統に勝利した金田探偵事務所に、入院していたランファが病院の子供たちを連れて現れた。パイロットに憧れる子供たちに鉄人の説明をする正太郎だが、突然解散を宣言。金田探偵事務所はインターポール直属の機関となり、その長官に何と正太郎が就任したというのだ。
国際ロボット会議に出席するため、陽子がパリに向かう途中NAL629便はエイラシア空軍によってテへラッド空港に強制着陸させられた。軍は、超電動システムを開発した陽子をさらなる軍事拡大に利用しようと誘拐したのだ。
鉄人21号エアロダイナーが、元F1レーサーのマラネロ=アルマーニ、通称ハイウェイスターに盗まれて高速道路を我が物顔で暴走していた。近くをウラン輸送車が通行するという情報を得たインターポール支部は、事故を未然に防ぐべく正人たちに輸送車護衛とハイウェイスター捕獲命令を依頼する。
ある日、正人が目を覚ますと、そこには双葉そっくりの少年・ハザムがいた。アルファトラ王国の王子であるハザムは平和と正義を愛し、民の幸せのために尽力を注ぐ心優しき少年だった。だが、暗黒組織エイジャーが王国支配を企み王子を誘拐してしまう。正人は王子の側近クレンナと共に王子救出に向かうが……。
インターポール・オーストラリア支部から、人気女優マルガリータ＝ライモンドが“深紅の暗殺者”と呼ばれるスカーレット＝ローズに狙われているとの情報が入った。現地に赴任中の詩織は、マルガリータ主演の映画完成発表会場で彼女の警護に当たっていた。マルガリータを崇拝する詩織は懸命に勤めを果たそうとするのだが……。
メキシコ近海のビートルアイランドで開催される中南米平和サミットの対テロ警備に当たることとなった鉄人13号アステカと元一。だが突如、街を破壊してまわる恐竜が出現。折しもバイオテクノロジーセンターから爬虫類にだけ効果を発揮するという成長促進培養液が盗まれた直後だった。正太郎は犯人は国際テロリストのビック将軍だという。
ネプチューン団のネモからインターポールに挑戦状が届いた。海底基地を破壊したネモは世界の海を支配したと一方的に宣言、全ての海洋資源や船舶の既得権を主張する。その勝手な言い分に正人たちは正太郎の指令を最後まで聞かずに飛び出してしまった。だが、水中の戦闘では思うように動けずブラックオックは故障し、28号FXは敵に奪われてしまう。
ヨーロッパで停電が続発。インターポール・ドイツ支部のハンスは鉄人20号マインツを伴い容疑者の世界的マジシャン、トランシルバニア伯爵を追うが捕らえられない。一方、ユーロシティは停電でパニックに陥っていた。正人たちも伯爵捕獲に乗り出すが、双葉が伯爵に拉致されてしまった。そして伯爵のアシスタントとして洗脳されてしまい……。
陽子と正太郎は宇宙開発局の招待を受け、ユーラシア共和国宇宙ステーション・ロマノフに赴いた。出迎えた主催のアシモフ博士の心臓を陽子が設計していた縁もあり、二人は歓迎される。だがパーティーが始まるや否や、モニターには3年前に大量の核ミサイルを盗み出した宇宙海賊コルドロンの姿が映し出され……
エネルギーが盗まれている!? 報告を聞いた正太郎は、正人にアフリカへ飛ぶことを指令。その正太郎の脳裏に40年前が蘇えっていた。かつて正太郎は鉄人と共に、アフリカ最大のエネルギープラントを破壊しエネルギーを吸収して進化するメタル・サタンを倒していた……。だが、長い歳月をかけて更なる進化を遂げたメタル・サタンが再び出現する。
大英博物館秘蔵の王冠が盗まれた。ロンドンに赴いた正人たちの前に、かの有名スパイの孫であり鉄人19号キングダムのパイロットでもある英国情報部のチャールズ・ボンドが現れた。しかし初対面から反りがあわない両者は、別々に捜査を進める。
インターポール内部で反乱が起きた。鉄人15号ビレンドラとそのパイロット・マヤを含む数人が脱走したという。調査のため、変装した正人が彼らのトレーラーに侵入すると、そこにはマヤがいた。自分たちの目的はムガール王朝の秘宝発掘にあり、階級制度の最下層の貧しい人々に施すことだと瞳を輝かせ話すマヤに、心揺れる正人だったが……。
ロボット同士の格闘によるギャンブル「クラッシュバトル」を仕切る組織を暴くために潜伏してい、アイアンイーグルと、そのパイロットのマイケルからの連絡が途絶えてしまった。案じた正太郎は、28号FXとブラックオックスを現地に派遣。正人たちはそこで、またしても、あのエルビス兄弟を目撃する。
ある夜、28号FXとフェニクス、グリッドランサーが何者かに奪われた。犯人を追った正人たちだが、瞬間移動する敵を見失ってしまう。その正体を解明しようとエスパー研究で知られる超心理学研究所を訪ねる。研究所の菊池博士は熱心な研究者に見えたが、実は研究のために少年を手なずけ、実験台にしていたのだ。
最新ロボット、メカロイドがイメルダ共和国の革命兵士オデッサ操縦するマルカスに強奪されかけた。28号FX不在のため、正太郎は自らが現地に飛ぶ。そこで戦闘に巻きこんでしまったミシェルと名乗る美しい女性芸術家を助けた正太郎は、後日、花束を持って彼女の個展に出向いた。だが、ミシェルは実はオデッサの同志だったのだ。
サカキ電子のアメリカ支社など、第三次超電動開発に名乗りを上げている会社が相次いで襲撃された。新たな鉄人シリーズ計画の独占を目論むケンドール・エレクトロニクス社の仕業と推測した正太郎たちは調査に乗り出す。正人と双葉は同社の若き社長・シーモアの誕生パーティーに、三郎は研究所に潜入を果たし、巨大企業の野望の全貌を目のあたりにする。
オーストラリアでレッドクインビーと共に死んだと思われたスカーレット＝ローズが再び現れた。かつて詩織が心酔した女優のマルガリータでもあるローズだが、手段を選ばず次々と悪党どもを葬っていくその姿を、詩織は正面から否定。正義を求める思いは同じでも、生き方の違う二人は永遠に敵対する運命なのか……。
ライオンの脳がえぐられ死んでいるという不可解な事件が頻発。その頃、正太郎はコンゴでのロボット会議の帰途、乗車していた列車が巨大ロボットに襲われ、連れ去られてしまう。正太郎が目を覚ますと、そこには動物脳の移植に執念を燃やすエイハブ博士の姿があった。彼こそがライオンを殺し、その脳で殺人ロボットを生み出した張本人だった！
牢獄のゾルリックがゾーン総統の声とともに突然消失、過去に送られた？ 陽子は、死んだはずのデビル火刀＝ゾーン総統が自分の頭脳をコンピューターにコピー、それが今になって作動したと推測。鉄人28号FXが勝利したという過去を変えるために送られたのならば、現在も変わってしまい、世界はゾーン総統の支配下に？
病弱で幼稚園の仲間の輪に入れない哲也君を励まそうと、弱かった自分も頑張って今は鉄人28号FXのパイロットになったと嘘をついてしまった双葉。正人たちはあきれるが、陽子は双葉専用に小型ロボット・ミラクルビーを開発してくれた。だが、そこにレフト兄弟が幼稚園の子供たちをバスごと人質に。双葉は一人、乗り込んでいく。
研究中に偶然できたというメルト弾が盗まれた。島を丸ごと溶かしてしまうという、その効果に驚愕した正人たちは、容疑者である最後の忍者・霧風を追って忍者の里ヘ。そこで出会った老人に正人たちが危険な存在となった霧風を探していると伝えると、その兵器を生む人間の方が危険だと切り返してきた。その老人の正体は？
完全コンピューター制御の楽園リゾート・パノラマ島が、アメリカ大統領の末娘、リサ＝ハミルトンの12歳の誕生プレゼントとして一日貸切に。そこに突然、ロボットが現れリサが誘拐されてしまう。犯人は凶悪犯・パーカー兄弟。彼らは大統領令嬢人質解放の条件に100億ドルを要求。インターポールは秘密裏にリサの救出に動き出すが……。
ホワイト彗星が地球に衝突する！ 回避するにはブラック博士が発明した物質転送機で彗星の動きを変えるしかない。だが、博士に恨みを持つスカレット＝ローズによって転送機は破壊されてしまう。その時、陽子が閃いた。鉄人とブラックオックスを宇宙に飛ばし、ジェノサイドバスターで彗星ごと爆破すること。だが、その爆破のボタンを誰が押すのだ？
国連平和賞授賞式でスポットライトを浴びる正人たち。だが、栄光の頂点で正人は言う。僕たちの使命は平和賞受賞ではなく、本物の平和を実現することだと。そして、喝采の中、彼らは次の任務に向かう――。