2030年。ここ熱海では警備保障会社・21世紀警備保障による展示会の真っ最中。同社に勤める熱血青年・赤木駿介は、展示中の巨大ロボット=ダイ・ガードをバカにされ不機嫌になっていた。そこへ謎の怪物ヘテロダインが出現。赤木は撤退命令を無視し、同僚のいぶきと青山を連れダイ・ガードに乗り込むが…。
ダイ・ガードの活躍によりヘテロダインは海へと追い払われた。負傷者達を乗せた輸送機は無事お台場へと到着するが、そこに再びヘテロダインが出現。人々を守るため戦おうとする赤木達の下に、開発部からの新兵器ドリルアームが届けられた！ ダイ・ガードVSヘテロダインの第2回戦が始まる…。
青山が会社を辞める!? 懸命に説得する赤木だったが、自分は臆病者だと言う青山はお台場から去っていった。そこにヘテロダイン上陸の急報が。すぐに現場に急行した赤木といぶき。だが、機関士のいないダイ・ガードは歩くこともままならない。その苦戦ぶりを見ていた青山は、意を決し赤木達の元へと急ぐ。
安保軍の城田が、戦術アドバイザーとして21世紀警備保障へと派遣されてきた！ それに伴い、赤木達がダイ・ガードから降格するとの噂。だがその日の深夜、赤木達はヘテロダイン捕獲のため秩父山中へと駆り出される。新兵器のネットアームを装備し、ヘテロダインの前に立ちふさがったダイ・ガードであったが…。
安保軍は21世紀警備保障にダイ・ガードの受け渡しを迫り、そのことは赤木と城田の溝をさらに深めてゆく。そんな中、今度は筑波市の地表からヘテロダインが出現し、なんと原子力発電所に向かって動き出した。広報二課のメンバーは直ちに現場へと直行。しかしヘテロダインの上には、まだ取り残された人がいた！
TVの報道番組に映っていた公園を見て驚くいぶき。そこは彼女が幼い頃、亡き実父との待ち合わせに使っていた場所だったのだ。思い出に誘われ公園に足を運んだいぶきは、かつての自分と同じように父を待つ少女と知り合う。だがそこに、触れたものを次々と消滅させてしまうヘテロダインが出没！
一向に動こうとしないヘテロダインを前に、膠着状態を続ける広報二課と安保軍。イラ立っていた赤木は城田と食事に行き、そこで彼の意外な一面を見る。そんな中、ついにヘテロダインが活動を開始した。だが赤木は子犬を助けようとして負傷し、その補佐のため城田はダイ・ガードに乗り込むことになり…。
連絡ミスで真夜中に出勤させられたいぶき。翌朝、事情を知らぬ赤木は会社で寝ていたいぶきをからかい、彼女をメチャクチャに怒らせてしまう。そんな中、社内に鳴り響くヘテロダイン警報。発進準備のまま待機するダイ・ガードチームであったが、コクピット内の3人には気まずい空気が流れていた…。
有給休暇を取り温泉に来ていた伊集院と谷川。そこで2人はヘテロダインを発見する。谷川からの連絡を受けて他の広報二課も現場に急行。しかし掴みどころのないヘテロダインに翻弄され、ダイ・ガードは分解と組み立てを繰り返すハメになってしまう。イラ立つ赤木達を尻目にダムへと向かうヘテロダインだが…。
安保軍が対ヘテロダイン用のロボット・コクボウガーを発表。これに乗じてダイ・ガードはお払い箱になってしまうのか？ 城田を問い詰める赤木達は記者会見場へと乱入し、そのことはダイ・ガードとコクボウガーの対決へと発展する。かくて、赤木は自らの存在理由を賭け決戦に挑むが…。
コクボウガーに仕事を奪われ、赤来も意識不明の重体となり、活気の消えた広報二課。そんな折、住宅地にヘテロダインが出現し、コクボウガーが現場に急行する。そこで毒島はフラクタル・ノットの捕獲を命じるが、捕獲されたノットからヘテロダインが蘇生し、安保軍基地を強襲！ さらに新宿にもヘテロダインが現れた！
コクボウガーを呑み込んだヘテロダインは、新宿のヘテロダインと合体。さらに強力になってしまう。新兵器ノットパニッシャーの到着まで時間を稼ぐため、安保軍は広報二課との共同作戦を開始し、城田の駆るダイ・ガードはヘテロダインの足止めに成功する。一方、避難民の中には行方不明となっていた赤木の姿が…!?
クリスマスパーティーが開かれようとしている広報二課。そこへ戦術アドバイザーとして復帰した城田もやって来たが、もはや彼の存在は広報二課にとって「やっかい者」でしかなかった…。そんな中、安保軍の演習場付近にヘテロダインが出現。だが面子を気にする毒島らは軍だけでこれを撃退しようとする。
広報二課課長・大杉春男。ここで紹介するのは彼が幕僚本部・仁科大佐の要請により作成した報告書である。そこには「21世紀警備保障とダイ・ガードの関係」や「広報二課に所属する課員やメカニックの詳細」など幾多の機密が記されてあった。本レポートを通じてダイ・ガードチームの戦いの歴史を振り返る…。
新社員に西島を迎えて新体制となった21世紀警備保障。広報二課にも佐伯という男が戦術アドバイザー補佐として派遣されて来る。赤木達は毎年の恒例である消防庁の出初式に参加。しかしダイ・ガードにはいつのまにかセキュリティ・ロックがかけられていた。そんな中、式場にヘテロダインが現れるが…。
「広報二課は解散です」 大杉の報告に騒然となる赤木達。ダイ・ガードには安保軍に雇われたパイロットが乗ることとなり、広報二課の面々には転属が言い渡される。だが、そんなこととはおかまいなしにヘテロダインが出現し、新人の乗るダイ・ガードは苦戦を強いられる。赤木達は自分にできることをやり始めて…。
解散を目前に控えた広報二課。赤木達は送別旅行と称し、京都にある横沢の実家へとやって来る。だがそこで彼らは、ヘテロダインと対話（？）する横沢の父を発見。一行はヘテロダインを無害と判断し、そのまま旅行を続けることにした。だが墨田の報告を受けた百目鬼はダイ・ガードの出撃を促して…。
東京・中野にヘテロダインが出現！ しかし広報二課は既に解散され、課員の面々は日本各地へと飛ばされていた。失態続きで功を焦っていたダイ・ガード事業部であったが、対峙したヘテロダインを取り逃してしまう。そんな中、すべての事態を解決すべく、21世紀警備保障に1人の男が現れた…。
オホーツク沖にヘテロダインが出現。ただちに自衛隊が出動するが、その中の1機が誤って他国の哨戒機をロックオンしてしま…。一方、大河内の復帰により広報二課は営業を再開。赤木達は雪祭り警備のため札幌へとやって来た。そこで青山はかつての恋人・アリサと再会し、赤木は石原という自衛官と意気投合する。
オホーツク沖での事件が原因となり、一切の火器が仕えない自衛隊。業を煮やした石原はガードファイターを強奪し、上空にいるヘテロダインへと向かっていく。彼こそが今回の騒動を巻き起こした張本人だったのだ。その頃、城田の活躍によって法律が改正され、自衛隊はヘテロダインとの交戦が認められることに…。
界震研究の第1人者・桜田栄二郎。彼こそは13年前のヘテロダイン襲来で死んだいぶきの実父だった。今日まで父は人類を守るために亡くなったと思い込んでいたいぶき。だがある日彼女は百目鬼から呼び出され、父はあくまでも自らの探究心のために命を落としたのだと聞かされる。百目鬼の言葉に動揺するいぶきだが…。
13年前の真実を知ったことにより、戦う意欲を失ってしまったいぶき。放心状態となった彼女はヘテロダインを取り逃がし、さらには赤木と青山にケガまで負わせてしまう。ショックから立ち直るまで休暇をとることとなったいぶきは、ついにダイ・ガードから降りる決意をするのだが…。
入江と千秋は広報用のビデオを作るため、ハンディカメラでダイ・ガード関係者に取材をしていた。入江は本社に勤める人々にインタビューを行い、千秋は青山への密着取材をすべく彼の車へと同乗する。彼女らがテーマとしたのは「各人がヘテロダインと戦う理由」。果たして2人はその答を見つけることができるだろうか？
まるで何か予兆のようにヘテロダインが急増し続け、やがて「本命」ともいうべき巨大なヘテロダインが新宿上空に現れた。事態を重視した安保軍は各都心部へ避難勧告を発令。23区内はゴーストタウンと化し、首都・東京はその機能を停止してしまう…。そして1週間後、ついに安保軍は戦闘機による攻撃を決行するが…。
ヘテロダインの増殖によって都心部は次々と破壊され、その被害は世界全土にまで広がろうとしていた。そんな中、ついに百目鬼はヘテロダインのフラクタルノットを発見するが、そこを叩くにはダイ・ガードを地上5千メートルまで運ばなければならない…。大杉は作戦決行のため参謀本部に輸送機の貸出しを要請するが…。
ヘテロダインの頭頂部にやって来たダイ・ガードとコクボウガー。だが、安保軍はOE兵器の投下準備を着々と進めてしまう。そんな中、遂にダイ・ガードはヘテロダインの内部に突入。そこで彼らを待ち受けるのは、なんとダイ・ガードの姿をした敵の本体だった!? そして、ついにOE兵器投下の宣告時間がやって来た…。