プロ野球選手ツワブキサンシローは魔球を駆使する投手だったが、不可解な事故によって選手生命を断たれてしまう。その事故こそ、超能力を持つ人間を抹殺しようとする暗黒ホラー軍団の手によるものだった。彼らはゼーラ星に住むゼーラ星人だった。ゼーラ星は今やブラックホールの影響で消滅の危機にあり、救世主として自らが作りだしたコンピューター・ダリウスに支配されていた。ダリウスの命により、彼らは地球を自分たちの移住先にしようと侵略を開始したのである。ゼーラ星の科学は地球よりも遥かに発達しており、過去の地球に飛来して多くの文明や遺跡を残していた。暗黒ホラー軍団は遺跡に隠された超兵器や暗黒怪獣をよみがえらせて侵略活動を行うのだ。大文字博士は侵略者に対抗するために、移動母艦“大空魔竜”と戦闘用巨大ロボット“ガイキング”を建造、サンシローのほかにも多くの超能力者を集め、暗黒ホラー軍団の地球侵略に対抗する！
少年ツワブキ・ダイヤは父と小型船で海に出て、洋上に燃え上がる黒い炎を目撃した。その中から巨大な怪獣が出現し、父や船員たちは海中へと消えてしまう。ダイヤに迫る危機…その時、巨大な機械の竜が出現し、危機一髪のところで守ってくれた！それから五年、再び地上に巨大な怪獣が現れた時、中学生になったダイヤは巨大な機械竜その名も「大空魔竜」と再会する。大空魔竜の頭が飛び出し、ガイコツを胴体としてスーパーロボット・ガイキングが姿を現した！ダイヤはガイキングのパイロットとなり、巨大な怪獣を撃破するために戦場へと降り立つ。さあ、侵略者・ダリウス大帝の野望を打ち破るのだ！
