水中戦を苦手とするグレンダイザーの弱点を補うため、新しいサポートメカ・マリンスペイザーが開発された。ダブルスペイザーに続く合体ユニットで、パイロットにはひかるが選ばれる。ところが何度訓練を繰り返しても、合体がうまくいかない。円盤獣が現れると、大介はやむを得ず傷を負ったまま出撃することになり…。
研究所は戦いのための基地にはしたくない…宇門博士の苦悩をよそに、ベガ星連合軍は容赦なく攻撃してくる。グレンダイザーが足止めを食っている隙に、集中砲火にさらされる研究所。ここに来て博士は、最後まで戦い抜く決意を固めた。彼がスイッチを入れるや、軍事要塞と呼ぶにふさわしい新・研究所が瓦礫の下から現れる。
ベガ星連合軍はズリル直属の兵士・ガスカ率いる部隊を巨大隕石に乗せ、地球へと送り込んだ。侵略のための前線基地を建設するためだ。甲児が落下した巨大隕石の調査に向かうが、慎重さを欠いたせいで危機を招いてしまう。宇門博士はダイザーチームに、チームワークを欠いてはならないときつく忠告するのだが…。
研究所の近所には、宇宙人の飛来を描いた壁画の残る洞窟があった。壁画を調べに入ったひろし少年が、ベガ軍の将校・ギランに殺され、身体を乗っ取られてしまう。ひろしに化けて研究所をスパイしようと試みるギラン。デュークフリードはそれに気付いてギランを倒すが、現場を妹のみどりに目撃されてしまう。
吾郎がお手製の望遠鏡で上空の見張りを始めた。彼はベガ軍らしき謎の飛行物体を発見するが、誰ひとりとして信じてくれない。一方、新たなユニット・ドリルスペイザーのテスト飛行をしていた甲児は、謎の衝撃波に襲われて不時着を余儀なくされる。その衝撃波の発生源こそ、吾郎が発見した謎の飛行物体だった。
甲児のもとに、サメの曲芸が目玉のレジャー施設・マリンランドからの招待状が届いた。甲児、ひかる、吾郎、団兵衛は遊びに行くが、施設そのものが、ベガ星連合軍が甲児捕獲のために仕掛けられた罠だった。偶然そのことを知った団兵衛とひかるが、パニックを起こさぬよう何気ないふりを装って、救出作戦を展開する。
大介と甲児とひかるたちはキャンプに出かけた。ひとりソワソワして落ち着かない甲児。「お姉ちゃんのことが好きなんだろ?」と吾郎に図星を指され、ついに苛立ちを爆発させる。彼はうさ晴らしだと言わんばかりに、キャンプ場に乱入してきた暴走族に挑みかかる。ところがその暴走族、単なる不良少年たちではなかった。
謎の地殻変動が頻発していた。ベガ星連合軍が地中から魔の手を伸ばし、研究所をアリ地獄のごとく土の中へと引きずり込もうとしていたのだ。危機を察知したグレンダイザーは、キャプテンヘドロの操縦する円盤獣と交戦状態に入る。脱出不能のヘドロの沼に落ち込み、沈んでゆくグレンダイザーを救ったのは…。
マリアという少女の祖父は、グレンダイザーの姿を見て衝撃を受けた。息を引き取る間際、彼はマリアに自分たちがフリード星人であることを打ち明ける。マリアこそ、デュークフリードの実の妹にしてフリード星の王女、マリア・グレース・フリードだったのだ。自らの生い立ちを知ったマリアは研究所へと向かう。
宇宙科学研究所で生活するようになったマリアは、ダイザーチームともすっかり打ち解けていた。ベガ星連合軍の放った暗殺者も、マリアの予知能力によって撃退される。レディガンダルは作戦の失敗を取り戻すべく、円盤獣を地球に放つ。グレンダイザーが迎え撃ち、マリアもサポートすべくダブルスペイザーを発進させる。
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