Sau cuộc xâm lược của một số sinh vật khổng lồ được gọi là "Các loài S-Class", Chính phủ Nhật Bản đã thiết lập Nghị định trấn áp các loài S-Class để loại bỏ các mối đe dọa này. Ngay sau đó, SSSP giải quyết cuộc tấn công của quái vật Neronga, khi đó một "Ultraman" xuất hiện và đánh bại con quái vật để cứu nhân loại, tuy nhiên anh ta đã vô tình giết một thành viên của SSSP là Shinji Kaminaga. Sau đó, anh ta biến thành Shinji và để lại cơ thể thật của Shinji trong một khu rừng. Ultraman trong hình dạng Shinji sau đó đã kết bạn với nhà phân tích Hiroko Asami của SSSP, nhưng cô ấy không biết về số phận của Shinji ban đầu.

Quái vật Gabora xuất hiện ở vùng nông thôn Nhật Bản, tấn công một nhà máy điện hạt nhân. Để ngăn chặn thảm hoạ phóng xạ do con quái vật gây ra, Ultraman giết nó và bay đi cùng với xác phóng xạ của nó. Ngay sau đó, Alien Zarab lộ diện và tuyên bố chính phủ đã ký hợp đồng hòa bình với anh ta nhưng SSSP phát hiện ra rằng anh ta đang tìm cách thống trị Trái đất. Zarab bắt cóc Shinji và mạo danh Ultraman để phá hoại danh tiếng của Ultraman. Video về những sự kiện này được công khai trên các phương tiện truyền thông và tiết lộ danh tính bí mật của Shinji. Shinji (Ultraman) dẫn cô đến khám phá sự thật về số phận thực sự của Shinji. Asami giải thoát Shinji khỏi Zarab nhưng bị Zarab bắt giữ. Shinji biến thành Ultraman cứu Asami và vạch trần lớp ngụy trang của Zarab sau đó tiêu diệt người ngoài hành tinh bằng "Ultra Slash".

Shinji bị coi là tội phạm bị truy nã toàn cầu. Asami được Alien Mefilas biến thành người khổng lồ để cho nhân loại thấy rằng họ có thể trở nên khổng lồ như Ultraman. Mefilas biến cô ấy trở lại kích thước ban đầu để thể hiện đức tin tốt và giới thiệu cho nhân loại một vật thể có chức năng như Beta Capsule. Mefilas gặp Ultraman để thảo luận về sự cộng sinh nhưng sau này từ chối sau khi biết rằng cỗ máy của Mefilas có thể thay đổi DNA của nhân loại và biến họ thành quái vật.

SSSP tập hợp dưới lòng đất và quyết định sử dụng Hệ thống Beta của Mefilas. Ultraman đối mặt với Mefilas, giật lấy Hệ thống Beta của hắn ta và ném nó vào máy bay của SSSP. Mefilas tức giận biến thành hình dạng thật của mình để chống lại Ultraman. Cấp trên của Ultraman, Zōffy sau đó xuất hiện và khiến Mefilas chạy trốn khỏi Trái đất vì sợ hãi.

Ultraman đến thăm cơ thể của Shinji trong rừng. Zōffy nói với Ultraman rằng anh ta phải hầu tòa vì đã chia sẻ sinh lực của mình với một con người bởi hành động như vậy bị cấm theo luật Space Garrison. Zōffy triển khai vũ khí hủy diệt hàng loạt tối thượng Zetton để tiêu diệt loài người bởi ông tin rằng chúng sẽ gây ra mối đe dọa nếu chúng có thể tiến hóa thành người khổng lồ. Shinji để lại dữ liệu cho SSSP về cách phá huỷ Zetton trong trường hợp anh không sống sót.

Pháo binh của Zetton đánh bại Ultraman. Vì Zetton sử dụng các đòn tấn công mạnh mẽ để chống lại Ultraman nó quá nóng và phải hạ nhiệt trước khi sạc lại, điều này giúp SSSP có thời gian nghiên cứu thông tin do Shinji để lại. Sau đó, họ tìm thấy Shinji bất tỉnh và chăm sóc cho anh ấy. SSSP xác định rằng cách duy nhất để Ultraman đánh bại Zetton là anh ta kích hoạt Beta Capsule của mình khi đang ở trạng thái biến đổi. Do đó, Shinji biến thành Ultraman lần cuối và bay vào vũ trụ trong khi Zetton tiếp tục tấn công. Ultraman kích hoạt Beta Capsule của mình, tạo ra một lỗ đen nhấn chìm cả anh ta và Zetton. Zōffy giải cứu Ultraman và nói rằng anh ta phải quay trở lại Ngôi sao ánh sáng. Mặt khác, Ultraman mong muốn ở lại Trái đất và bảo vệ nó nhưng Zōffy từ chối thỏa hiệp, vì vậy Ultraman quyết định hy sinh bản thân để hồi sinh Shinji. Zōffy đặt câu hỏi về quyết định hy sinh bản thân của Ultraman để cứu một chủng tộc kém cỏi nhưng sau khi chứng kiến ​​tinh thần đồng đội đánh bại Zetton anh buộc phải khâm phục sự kiên trì của họ khi đối mặt với cái chết. Zōffy sau đó đưa xác Ultraman trở lại Star of Light.