マジンガーZはジェットスクランダーによって飛行可能となったが、操縦者は生身なので高空での戦闘に耐えるための訓練が必要だ。甲児が連日のように厳しいトレーニングに励んでいると、機械獣・カーマK5が出現。カーマK5は空飛ぶ機械獣で、超合金Zすら切り裂く鋭い鎌を武器として備えていた。高空におびき出されたマジンガーZは、カーマK5の攻撃によってスクランダーの片翼を切断され、バランスを失ってピンチに陥る。
水陸両用の機械獣・デルタンV8が街を襲った。デルタンV8は煙幕で姿をくらまして水中に潜んだかと思うと、マジンガーZの足に食らいついて動きを封じる。そこに鉄十字軍団の戦闘機の編隊が現れ、一斉に攻撃を仕掛けてくる。マジンガーZは強引に上空へ逃れようとして途中で失速、甲児はいったんパイルダーオフして離れるが、地上に落ちて無防備になったマジンガーZを破壊しようと、デルタンV8が一方的な攻撃を加える。
ブロッケン伯爵が、機械獣とマジンガーZの相互破棄を条件に和平を求めてきた。甲児は最後まで戦い抜くとして拒否。マジンガーZを出撃させて機械獣・ジャイローンJ1と戦うが、敵の想像以上の強さに苦戦を強いられる。ブロッケン伯爵はこの隙に乗じ、飛行要塞グールから鉄十字軍団を降下させて光子力研究所を占拠する。弓教授も修理を終えたジェットスクランダーで脱出しようとする途中、敵の手に落ちてしまう。
海底要塞ブードから飛来した機械獣・ロケットR2が、街で暴れ回っていた。ロケットR2は太陽エネルギーをヘルメットで吸収し、レーザービームに変換して腰のバックルから発射する強力な力を備えていた。天候が悪くともヘルメットを雲の上に飛ばすことで、確実にエネルギーを蓄えてビームを撃つことが出来る。マジンガーZはそのヘルメットを狙い撃つが、なかなか破壊することが出来ないまま光子力研究所を攻撃されてしまう。
光子力研究所では開設10周年記念パーティーが開かれ、明るく和やかな雰囲気に包まれていた。ドクターヘルは弓博士たちが油断している隙に一気に攻め落とそうと、機械獣・バジルF7を研究所に向かわせる。バジルF7は迎え撃つマジンガーZのボディに磁力板を吸着させ、計器を狂わせて動きを封じてしまう。懸命に守る研究所のバリヤーも、F7の猛攻の前に破られるのは時間の問題。アフロダイAがマジンガー救援のために出撃するが…。
ドクターヘルは忍術を身につけた小型機械獣・ブラザスS1とS2に密命を与え、研究所に向かわせた。マジンガーZは出撃する際、わずかだか無防備になる時間になる。そこに小型コバルト爆弾を仕掛けて爆破しようというのだ。その頃、研究所の前に赤ん坊を捨てた理沙という女がいた。何もかも失って独りになった彼女は、死に場所を求めて山中をさまよううち、赤ん坊を捨てた研究所にブラザスの爆弾が仕掛けられていることを知る。
あしゅら男爵とブロッケン伯爵に共同作戦の命令が下った。ところが仲の悪い二人は互いを出し抜くことばかり考え、マンドラM3とバズラーQ5の二体の機械獣を使って研究所に損害を与えたはいいものの、今一歩のところで失敗してしまう。激怒したドクターヘルは再度出撃するよう命令。二体の機械獣はまたしてもいがみ合いを始める。マジンガーZに乗り込んだ甲児が、渡りに船とばかりに横から攻撃を仕掛けると…。
光子力研究所から三博士が誘拐された。犯人は何とボスと子分たち。自分たち専用のスーパーロボットを作ってもらおうというのだ。おだてられて気をよくした三博士は快く承諾、さやかも甲児の鼻を明かすために手を貸すことになった。しばらく後、機械獣・カジモフT7が出現して街を破壊し始めた。完成したボスのロボット・ボスロボットも意気揚々と出撃。マジンガーZの助太刀に駆けつけたところ、あしゅら男爵に機械獣と間違えられてしまう。
ブロッケン伯爵の操る機械獣・ガンビーナM5は、催眠光線で敵の意思を奪って自由に操る、恐るべき力を持っていた。ガンビーナM5はボスとボスボロットに光線を浴びせて狂暴化させ、光子力研究所内で大暴れさせる。甲児がマジンガーZを出動させると、ボスボロットはマジンガーを背後から羽交い締めにしてしまう。ガンビーナM5は必死にもがくマジンガーZの体に触手を突き刺し、みるみるうちにエネルギーを吸い取ってゆく。
機械獣・ブリーバA3は、バラバラになった各パーツごとに攻撃を仕掛けてくる厄介な相手だった。光子力研究所を飛び出したジェットスクランダーも、ブリーバA3によって撃墜されてしまう。ボスボロットが樹海の中に落ちたジェットスクランダーを拾い上げ、持ち前の怪力でマジンガーZに向かって放り投げてスクランダークロスを成功させる。マジンガーZは上空に飛び立つと、ブリーバA3の弱点である頭部を光子力ビームで狙う。
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