為了與犯罪組織古萊姆（クライム）對抗,國際科學特搜隊的鯨井大助決定組織一隊改造人部隊，最後他找到接受手術的四人，分別是：櫻井五郎、東竜、嘉琳·水木（カレン水木）及大地文太。四人背負著改造人失去肉體的痛苦，與古萊姆周旋。 後來因古萊姆引入了侵略機械人，把目標由犯罪轉變成征服地球。因此皇牌突擊隊亦加入了行動隊長Big 1（ビッグワン），令戰況更加白熱化。
ガイラー星的考察队遭遇事故而在地球迫降，迟迟等不到本星救援队的考察队内部终于发生了内乱，过激派ゲルドン夺权称帝，建立ガイラー帝国并准备利用超兵器空爆机器人侵略地球。主和派的ヤン博士为了阻止ゲルドン的野心，将新型空爆机器人“グロイザーX”托付给女儿リタ，并让她将ゲルドン帝王的野心告知地球人。リタ脱出后遇到了特技飞行员海坂譲，两人一同驾驶グロイザーX开始了战斗。
人类制造出了机器人作为他们的帮手，但机器人却最终背叛了人类，夺走了地球的统治权。就在人们被逼的走投无路之时，一位名叫露娜（矢岛晶子 配音）的少女成为了他们最后的希望。邪恶的机器人统领布莱金（内海贤二 配音）感受到了露娜所带来的威胁，派出了强大的机器人杀手追杀露娜，卡夏（古谷彻 配音）就是其中之一。最终，露娜死在了卡夏的手上。 露娜死后，整个世界开始迅速的衰败，一晃眼数百年过去，无论是人类或是机器人，都早已经不复存在。就在此时，卡夏再度现身，只是此时的它已经失去了曾经的记忆，在黑暗和混沌之中只剩下迷惘。
此為TV版動畫第三部，從1997年4月4日至1997年9月26日放映，全26話。 此作完全脫離原作，為動畫原創故事，原創的角色也很多。由於是動畫原創，部分設定和原作設定相矛盾，並且原本的主角：莉娜等人的存在變成了半個旁觀者。故事走向太過於沉重路線，和原作原本的作風相距甚遠，所以沒有受到與前二作相等的評價。
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新故事发生在22世纪的地球，大规模战争虽然没有爆发，但各地也已经频频发起战乱。而就在这些地方，一个帮助弱者的巨大机器人——被人们誉为“神一样存在”的“断空我NOVA”，出现了。 不过奇怪的是，“断空我NOVA”真正存在的意义就连身为驾驶员的那四个人也不知道。与此同时，曾是“断空我NOVA”宿敌的机器人也突然降临，向地球袭来。“断空我NOVA”开始展现出原有的力量拯救地球，悲鸣的战歌再一次唱响！
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