2019年，现代科技高度发达，机器人普及到人类世界的方方面面。中央种子岛高中机器人部，是一个只有两个人的小团体，痴迷于掌上游戏的八汐海翔（木村良平 饰）和超级喜欢机器人的部长濑乃宫秋穗（南条爱乃 饰），面临因人数过少而废部的局面。小秋梦想带着本部最大的梦想——等高大小的机器人GUNVARL参加来年举行的东京市博会。为了顺利征得经费，机器人部必须在ROBO-ONE大赛上取得优胜。峰回路转、紧张刺激的比赛后，机器人部顺利存活，还吸纳了在机械方面拥有极高天赋的日高昴（细谷佳正 饰）入部。巨型机器人的建造有条不紊地进行着，瑰丽的梦想恣意绽放，而阴谋的黑影也悄悄笼罩种子岛，这一切全与九年前的事件息息相关……
　　本片根据志仓千代丸的原作改编。

　　在一场人类的浩劫之中，兰顿（三瓶由布子 配音）的父亲牺牲了自己，拯救了地球，被称为英雄永久的记入了史册。失去父亲后，兰顿一直和身为机械工程师的祖父相依为命。日复一日的寻常生活让兰顿感到十分压抑，只有一件事情能够激起他的兴趣，那就是在青年之中十分流行的“滑空”运动。兰顿十分仰慕滑空天才霍兰德（藤原启治 配音），一直希望能够加入他的组织“月光洲”。
　　某日，一位名叫优莱卡（名冢佳织 配音）的神秘女孩驾驶着一架故障的LOF从天而降落到了兰顿的家中，随后，军队赶到，似乎在对优莱卡进行追捕。兰顿凭借着自己的勇气和实力战胜了军队，并因此而获得了加入月光洲的机会，少年平凡的命运就此改变。

　　某天，时隔10年回到日本的少年一希东，突然遭到武装男子们的袭击，并被囚禁起来。而救出了东的人，是青梅竹马的少女朝吹黄金，以及有着右手形态、拥有意志的武器“舞武器”。知道了“舞武器”的存在，以及自身也是“舞武器使者”的东，与遇到的同伴们一起，为了让沉眠于地下、被称为“王舞”的舞乱伎（巨人）复活而开始行动。

　　某天，时隔10年回到日本的少年·一希东，突然遭到武装男子们的袭击，并被囚禁起来。而救出了东的人，是青梅竹马的少女·朝吹黄金，以及有着右手形态、拥有意志的武器“舞武器”。知道了“舞武器”的存在，以及自身也是“舞武器使者”的东，与遇到的同伴们一起，为了让沉眠于地下、被称为“王舞”的舞乱伎（巨人）复活而开始行动。相隔10年后回到日本的一希东，不知为何被舞武器警察追捕。东的青梅竹马朝吹黄金看到被警察带走的东，便带着舞武器小右闯入警局将东救出来。第一次见到舞武器威力的东，与其他舞武器使者野野柊、扇木乃亚、种臣静流等人相遇，并同行前往舞武器监牢，拯救沉睡的舞乱伎“王舞”。看到只剩骨架的王舞，东失望地伫立着。成功拖住的场井的黄金等人也赶到东的身边，柊觉得不能放过让王舞复活的大好机会，便威胁对舞武器一窍不通东把心脏交出来，甚至不惜攻击东逼王舞的心脏启动。看似王舞复活有望同时，柊所憎恶的万流礼央子驾驶炎帝现身。10年前掉落到东京无数的舞乱伎，被万流礼央子和她的舞乱伎炎帝击败。在熊熊的火焰中浮现礼央子得意的仰天大笑。从那天起这个国家便陷入礼央子和炎帝的恐怖统治中。东一行人逃亡最后投靠堀野的基地，堀野教导东有关舞乱伎的知识还有母亲的过去。在夜深人静之际，那个熟悉的敌人又出现了。　怒吼着要为父报仇的黄金，对的场井发动猛烈攻击，但是在技术跟经验不足的状态下节节败退，即使东以心脏舞武器挺身阻挡攻击，仍然挡不住无情的枪林弹雨。东等人认为只能使用王舞速战速决，但是无论如何都无法发动王舞，此时的场井拿出炎帝的心脏，向同为右手的黄金提出舞武器对战。

　　除了画廊Gallery Fake的老板外，藤田玲司（森川智之 配音）还有着另一个神秘身份——王牌赝品制作人，传说中，他所仿造的赝品无人能够识破，而他的画廊也成为了黑市倒买倒卖非法赝品的中转站。高田美术馆的新任馆长三田村小夜子（雪野五月 配音）一向对艺术品市场中的黑暗面深恶痛绝，年轻的她发誓要让这一罪恶的行径彻底杜绝。
　　已故画家梵高的名作《梦幻之向日葵》的重出江湖震惊了整个艺术圈，而这幅价值连城的画作如今就在藤田的手上。让小夜子感动惊讶的是，藤田居然企图通过她，将画专卖给个人。利用这个难得的机会，小夜子决定和藤田打一个赌，而场赌博也引出了藏匿在这幅名画背后的某些不为人知的秘密。

　　阴云密布的本能町，在神秘恐怖的本能字学园，高高在上的学生会长鬼龙院皋月（柚木凉香 配音）只手遮天，她通过“极制服”统领校内的学生，极制服由所佩戴的星星数量分级，级别越高拥有的战斗力就越强。这一天，一个背着单片太刀剪的女孩出现在本能字学园门口。她叫缠流子（小清水亚美 配音 ），为了调查杀害父亲的真正凶手而来到这个凶险的所在。谁知她刚刚到来不久，便遭到蟇郡苛（稻田彻 配音）、猿投山渦（桧山修之 配音）等学生会四天王的阻击。
　　关键时刻，缠流子意外得到父亲制作的黑色神衣，由此战斗力大增。连番激烈的战斗在本能字学园展开……