No ano de 2005, uma raça de monstros alienígenas chamados Zonders emergem do subsolo e lançam uma série de ataques contra a cidade de Tóquio. A única defesa contra essas criaturas é a agência secreta conhecida como Gutsy Geoid Guard (ou 3G) e sua arma suprema, o incrível robô gigante GaoGaiGar. O piloto de GaoGaiGar, Guy Shishio, é um ex-astronauta que quase foi morto dois anos antes, quando os Zonders caíram pela primeira vez na Terra. A vida de Guy foi poupada quando um misterioso robô leão chamado Galeon o puxou do ônibus em chamas e o trouxe para a Terra. O pai de Guy, Leo, usou a tecnologia de Galeon para reconstruir seu filho destroçado como um cyborg, na esperança de que ele pudesse parar os alienígenas quando eles aparecessem. Agora, com o Galeon como seu núcleo, a GaoGaiGar luta para proteger a Terra. Ele é auxiliado por uma equipe de robôs transformadores e por um garoto chamado Mamoru, que tem o poder de purificar os núcleos dos Zonders e parece estar ligado ao misterioso Galeon.
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