宇宙世紀0096年1月1日、サイド7のコロニーでは一年戦争終戦記念式典が行われていた。その式典に合わせて建造された多用途輸送艦「アンヴァル」には、地球から招待されたジュニア・スクールの生徒たちも乗艦していた。
式典に退屈した生徒のサン・プレースたちは会場を抜け出し、立入禁止区域でガンダムGファーストをはじめとするモビルスーツ（MS）とそのパイロット・ジョリオン・デイらに出会う。一方、ネオ・ジオン残党「袖付き」へ合流を図るジオン軍残党は、ムサイ級軽巡洋艦「メイルメル」でアンヴァルを拿捕しようと襲撃を仕掛ける。宇宙遊泳中のサンは命綱が外れ宇宙に取り残されるが、新兵ガンズ・ランに救助される。
Gファーストとキャノンガンが迎撃に出撃するが、突如現れた金色のMS「ユニコーンガンダム3号機 フェネクス」が敵味方を問わず暴走し、生徒たちのランチも撃墜。最終的にフェネクスは覚醒状態「アンチェインド」となりGファーストと交戦するが、GファーストがGFタンクと合体した「GファーストDX」に敗れ、新生フレスベルク隊によって回収される。
一方、ネオ・ジオンの拠点パラオでは、ジオン残党の合流希望の報を受け、フル・フロンタルが新たな調査部隊を編成。そこにはレイヴン隊と共に戦ったルガー・ルウの姿もあった。アンヴァルの戦闘を中継で見たロック・ホーカーは、ニュータイプの子供たちがフェネクス出現の要因と見て「サンプル」として確保を画策する。
アンヴァルは民間人受け入れを拒否され、地球帰還の途に就くが、補給予定のラビアンローズ級ドック艦がゼナイド・ギャルの操るプロトタイプΖΖガンダムにより破壊される。民間人保護を名目に同行を求めたゼナイドの要請を艦長ダン・コルトンは拒否し、MS隊の支援で逃走する。
その後アンヴァルはサイド1のコロニー「シャングリラ」に入港。サンたちはMSの修理費を稼ぐため、Gファーストとキャノンガンを持ち出し違法賭博バトレイヴに出場しようとするが、ジョリオンたちが奪還、合体して試合に臨む。対戦相手はザクIII改で出場したガンズだった。
その頃、フレスベルク隊とブランダムール隊の戦闘が勃発。ルガーはゼナイドと交戦し、自身も彼女も「クローン・ニュータイプ」であると知る。ロックはゼナイドを切り捨て、別のゼナイドが搭乗するMS「ザナドゥ」を投入。Gファーストとキャノンガンは撃破され、ジョリオンたちは連れ去られる。
アンヴァルは潔白が認められ地球へ向かうが、仲間たちは月裏のナイトロ研究施設へジョリオン救出に向かう。迎え撃つナイトロ隊の中には、ナイトロの影響でフェネクスに搭乗するジョリオンの姿もあった。激戦の末、ルガーとガンズがフェネクスを停止させ、ロックも撃破されナイトロ事件は終結する。
そして宇宙世紀0105年。地球で開かれた一年戦争終戦25周年式典には、成長したサンたちとガンズ、かつてのアンヴァルの乗員、そして3機のMSが再び集結していた。
