A.C.195年。ロガ・ハーマンが代表を務める辺境のコロニー・資源衛星都市MO-Vは、コロニー地下組織がオペレーション・メテオで送り込んだガンダムタイプとは異なる「G-UNIT」のガンダムジェミナスを開発しました。
OZが宇宙の主導権を握るようになり、MO-VもOZを受け入れるものの、OZの後ろ盾であるロームフェラー財団のデルマイユ侯爵の私兵部隊「OZプライズ」のトップである「星屑の三騎士」は、MO-Vのガンダムの存在を知り、それを標的にすることを宣言します。ジェミナスのテストパイロットであるアディン・バーネットとオデル・バーネットの兄弟は、狩りの対象となりながらも、故郷を守るためにプライズに立ち向かっていきます。
戦いの中で、オデルのガンダムジェミナス02はアディンのガンダムジェミナス01を庇って戦火に消えます。プライズはジェミナス02を回収し、それを改修して「ガンダムアスクレプオス」とします。さらに、G-UNITの開発者であるドクター・ペルゲはMO-Vを離反し、本来の所属であるプライズに戻り、シルヴァ・クラウンをアスクレプオスのパイロットとします。アディンはジェミナス01の新たな姿である「ガンダムL.O.ブースター」で対抗しますが、暗黒の破壊将軍と呼ばれるヴァルダー・ファーキルが「ハイドラガンダム」と共に参戦。ヴァルダーに楯突いたブルム・ブロックスは粛清され、クラーツ・シェルビィはリーダーのロッシェ・ナトゥーノを追放。アディンはロッシェを助け、共にその場を離脱します。
シルヴァはMO-Vに隕石をぶつける「オペレーション・パンドラ」を決行しますが、それはシルヴァの正体であるオデルがアディンに「ガンダムグリープ」を届けるための作戦でありました。グリープを受け取ったアディンはハイドラを退けます。その後、プライズが送り込んできたルーナ・アルモニアとソリス・アルモニアの姉妹との戦いで、アディンはガンダムパイロットの覚悟を問われ、戦いを終わらせる決意を新たにします。
最終決戦において、アディンはルシエ・アイズリーに頼んで改造してもらったPXモードを用いてヴァルダーに勝利。L.O.ブースターのパイロットになったロッシェは「ガンダムバーンレプオス」を操縦するクラーツに苦戦するものの、クラーツはPXモードの副作用で戦死。オデルは両親の仇であるペルゲを討ちますが、ペルゲの死と共にグランシャリオの破壊プログラムが起動。MO-Vだけでなく地球まで窮地に陥ってしまいますが、アディンはオデルとロッシェのガンダムも用いて、最後のG-UNITを作り上げ、グランシャリオを破壊してプライズとの戦いを終わらせます。
戦後、MO-Vは宇宙船の生産を開始。オデルとトリシア・ファレルの結婚式の最中、アディンとオデルは最後の勝負を繰り広げるのでした。
