Il professor Tobishima presenta il Groizer X alla comunità scientifica che concede allo scienziato i mezzi per realizzare sull'isola di Hakanè una base per il mezzo alieno, l'unica risorsa con cui affrontare i nemici. Rita poi, in un attimo di tranquillità, racconta ai suoi nuovi compagni le suo origini aliene. La ragazza accompagnò il padre scienziato in un viaggio d'esplorazione ma la nave su cui viaggiavano, a causa di un'avaria, fu costretta ad un atterraggio di fortuna sul pianeta più vicino. Venne inviato un SOS spaziale al pianeta Gailar ma nel frattempo si decise di ibernare l'equipaggio in attesa dei soccorsi. Una misteriosa bomba esplosa sul pianeta mandò in corto le apparecchiature della nave e una frazione bellicosa di Gailariani decise di invadere il pianeta più vicino e adatto alle loro esigenze: la Terra. Mipal, il comandante della spedizione era contrario all'invasione ma venne assassinato dal perfido Geldon, che prende il comando della missione. Il padre di Rita e altri pacifisti si opposero alla tirannia di Geldon ma quest'ultimo lo costrinse a costruire un potente mezzo da guerra: il Groizer X, in grado di conquistare il Giappone, la nazione tecnologicamente più avanzata del pianeta e collocata in un luogo strategico. Lo scienziato cercò di fuggire sulla Terra con Rita ma i soldati del nuovo comandante usurpatore riuscirono a impedirlo. Il padre allora decise di sacrificare la sua vita permettendo alla la figlia di fuggire sulla Terra dove venne accolta dal prof Tobishima. Alla fine del racconto suona l'allarme: un oggetto non identificato sta attaccando un centro ricerche del Giappone dove ha sede un reattore nucleare che, se eploso, causerebbe una catastrofe. Joe e Rita, a bordo del Groizer X, intervengono all'istante e dopo un breve combattimento sconfiggono il nemico prevenendo il peggio. Il robot terrestre si scontra anche con la nave ammiraglia del nemico che viene però messa in fuga con la coda fra le gambe.
Alla base di Akane viene rilevata un'anomalia di trasmissione dall'isola di Hokkaido. Joe e Rita si recano sul posto e scoprono che una tremenda grandinata ha devastato la zona, mietendo anche delle vittime tra gli agricoltori. Masato, figlio di Yuki, la sorella di Midori, rimane orfano perchè i genitori periscono a causa della tragedia e il piccolo sfoga la sua rabbia contro Rita, quale rappresentante degli alieni. Arrivano i Gailariani che, già responsabili del disastro sull'Hokkaido, inviano un mostro guerriero, prontamente affrontato da Groizer Z. La battaglia è aspra e ardua ma alla fine il bene trionfa e Rita capisce che può riscattarsi combattendo a fianco degli umani contro il nemico comune.
Il professor Tobishima e Rita, con un aereo di socorso, sorvolano l'oceano per accorrere ad una misteriosa richiesta d'aiuto. Giunti sul posto i due capiscono che si tratta di una trappola e presto compare un terribile mostro meccanico. Joe, di sentinella alla base, si accorge del pericolo e interviene con il Groizer X. Dopo un breve combattimento aereo il nemico viene messo in fuga e il professore può tornare alla base assieme a Rita ma Joe è alquanto alterato per la scelta avventata dello scienziato di uscire a bordo di quel trabiccolo. Il professore, ferito, viene ricoverato presso una clinica, assistito da Rita alla quale racconta il passato di Joe. La ragazza discute col giovane compagno e nel confronto, si dimostra assai scontroso e infantile. Il nemico torna all'assalto e sul Groizer X, assieme a Rita sale il professore, nonostante le ferite. Joe, colpito nell'orgoglio, prende lo scassato aereo ad elica per dimostrare a tutti il suo coraggio Rita, a bordo del Groizer sconfigge il nemico ma il professore, a bordo del Groizer Jet, viene colpito e si trova costretto a catapultarsi. Joe, con una mossa spericolata, si getta nel vuoto e salva il professore e nella squadra torna l'armonia.
Alla base ci si preoccupa per Masato, un giovane rimasto orfano a causa degli attacchi degli alieni e che ora mostra atteggiamenti di aggressività. Purtroppo il Giappone viene attaccato da un nuovo mostro di Gailar e Joe esce in ricognizione con il suo arero da caccia. Il nemico è troppo potente e il giovane è costretto ad un atterraggio d'emergenza che gli fa perdere i sensi. L'eroe riesce a riprendersi e, con un abile colpo di pistola, riesce a danneggiare il mostro quanto basta per metterlo in fuga. Allontanato il nemico che poteva scoprire l'ubicazione della base, Rita può intervenire col Groizer X e soccorrere il compagno. Il nemico torna all'assalto ma stavolta Joe è al comando di Groizer X grazie al quale può tenergli testa. Una lunga battaglia aerea e il bene trionfa ancora una volta sul male. Alla fine dell'avventura Joe e Rita tornano dal piccolo Masato, che soffrirà sempre la mancanza dei suoi cari ma ora ha trovato due veri amici.
Joe e il professore si recano alla presentazione di un nuovo arero civile chiamato Mach 3.5 progettato da un brillante scienziato giapponese, il prof. Doyama. I responsabili dell'aviazione decidono di affidare il nuovo mezzo a Joe, che ne diverrà il primo pilota. I gailariani, sentita la notizia, decidono di rapire il professore per impadronirsi della sua creazione. Joe, in ricognizione con Kaori, la figlia del professor Doyama, scopre l'attacco alieno ma troppo tardi. Il professore è sparito e il ragazzo finisce in un agguato di due soldati alieni che riescono a rapire anche la figlia dell'ostaggio. I gailariani riescono anche a recuperare l'elemento mancante, ossia il supercarburante necessario per il funzionamento del Mach 3.5. Rita entra in azione con il piccolo Tobè che, alla guida della trivella ausiliaria del Groizer X recupera Joe che riesce a distruggere l'aereo nemico. Joe trova il nascondiglio del capitano alieno che però fugge con il professore ostaggio a bordo del Mach 3.5. Alla guida del Groizer, gli eroi inseguono il gailariano ma lo scienziato terrestre preferisce suicidarsi con il nemico piuttosto che cedere alle minacce.
I Gailariani, per riportare Rita dalla loro, parte decidono di realizzare un programma televisivo con Kento, primo amore della ragazza. Il gailariano fa irruzione in una stazione televisiva di Tokyo e intima di trasmettere un nastro registrato che contiene un messaggio di Kento per Rita che, ascoltatolo alla TV, ne rimane sconvolta. Lo stratagemma ha effetto: la ragazza, colpita profondamente dal discorso dell'amato, riprende il Groiser X per tornare su Gailar, sua patria, e riconciliarsi con la sua gente. Joe, deciso a far ragionare la compagna, insegue il Groiser con un aereo della base ma Kento rivela la sua vera natura ostile, abbattendo il piccolo veivolo terrestre. Rita cambia idea e decide di non tornare su Gailar: Kento allora, non può fare altro che attaccare il Groiser X. La ragazza, ormai decisa a difendere la sua nuova patria, non può che rispondere a fuoco sconfiggendo il compatriota e recuperando Joe, ammarato senza problemi dopo l'incidente.
Un grande scienziato Giappponese, il professor Oshikava, realizza un nuovo reattore chiamato V7, capace di strabilianti prestazioni nel campo aeronautico. Joe, amico di famiglia dello scienziato, si reca al laboratorio del professore per testare personalmente il nuovo dispositivo. Lì reincontra Koji, figlio del professore Oshikawa, ragazzino a cui un tempo joe salvò la vita. Alla base Akane suona l'allarme per l'avvistamento di un mostro gailariano che però scompare improvvisamente nel nulla. Joe, a bordo del suo aereo fa una ricognizione nella zona dove si è verificato l'avvistamento e Koji intende seguire l'amico ma ottiene solo un secco rifiuto. Per questa proibizione il ragazzino si intestardisce e per dimostrare il suo valore, tenta di recarsi sul sul posto anticipando l'eroe. Nella foresta il piccolo viene rapito e ipnotizzato da un comandante gailariano così il giorno successivo Koji, sorprendendo tutti, ruba i piani del reattore V7 concepito dal padre. Joe, cercando di salvare il ragazzino, finisce nelle mani del nemico e il cinico capitano incarica Koji di eliminare l'eroe. Fortunatamente il ragazzino, ricordandosi il passato, rinsavisce e libera l'amico e insieme possono fuggire, recuperati da Rita a bordo del Groiser X. Il nemico sfordera il mostro meccanico che affronta corpo a corpo il robot di difesa terrestre ma Groiser non fatica a mostrare la sua superiorità sconfiggendo il nemico e salvando la famiglia del professore ancora una volta.
Il Generale Dogar ordina all'ammiraglio Haruk di usare il suo robot spaziale sottomarino Viking per catturare l'aereo spaziale Shark prendendo così in ostaggio Joe. La strategia di Dogar si realizza con successo ed Haruk, pur essendo stato il più grande amico del prof.Yan è costretto a servirsi della spregevole arma del ricatto intimando a Rita di riconsegnare il Groizer X e sottoporsi alla giustizia dei Gailariani. Rita però si oppone agli attacchi dell'astronave di Dogar e così il malvagio generale gailariano ordina a Haruk di uccidere Joe. Sorprendentemente l'ammiraglio Haruk libera Joe: il suo codice non gli avrebbe mai permesso di disobbedire agli ordini ma la sua morale si. In un ultimo atto di eroico coraggio Haruk sacrifica la sua vita in nome dell'amicizia: nemmeno le crudeltà di una guerra possono cancellare un così nobile sentimento dall'animo di un uomo buono.
Alla base Akane arriva Isamu Okamoto, un vecchio amico di Joe e abilissimo pilota allievo del professor Tobishima. Dopo una piacevole serata insieme al team della base, il ragazzo torna in Hokkaido dove è stanziata la sua base ma il suo aereo viene catturato dai Gailariani che lo usano come cavia per un esperimento di modifica delle cellule cerebrali, al fine di schiavizzare la razza umana. Isamu diviene uno schiavo in mano agli alieni che lo inviano in missione contro un aeroporto militare dove fa una vera e propria strage. Visto che la prova ha avuto successo il ragazzo viene assegnato ad un'altra missione e proprio all'aeroporto dove prestava servizio, uccidendo i suoi ex compagni. Alla base Akanè scatta l'allarme e Groiser X entra in azione, scontrandosi presto col nemico. Joe e Rita scoprono che il pilota della nave nemica è Isamu che sembra non riconoscerli. I piloti, distratti dall'accaduto, vengono catturati assieme al Groiser che viene costretto all'atterraggio. I due piloti però, una volta a terra, riescono a sopraffare i Gailariani e Isamu viene fatto rinsavire. Sfortunatamente un soldato approfitta di una distrazione di Rita e riesce ad accoltellare il terrestre sche spira fra le braccia di Joe e Rita.