西暦2087年、月に誕生した軍事政権「ギガノス帝国」は地球の統一連合「地球連合」に対し、一方的に独立を宣言し、宣戦を布告。戦火はスペースコロニーや地球本土にまで拡大し、ギガノスは月面のマスドライバーやメタルアーマー (MA) を用いて地上の7割を占拠していた。
そんな中、スペースコロニー「アルカード」に住むケーン・ワカバ、タップ・オセアノ、ライト・ニューマンの3人は、ギガノス帝国軍に追われるなかで偶然、新開発メタルアーマー「D兵器」（ドラグナー）に乗り込む。制御コンピュータに生体認証されたことで正式なパイロットとなり、そのまま敵の追撃部隊を撃破。この影響で、連合軍のパイロット候補者が台無しになり交代も不可能となったため、3人はそのまま連合軍に徴用され、ギガノス帝国軍と戦いながら地球の連合軍本部を目指すことになる。
宇宙や地上で、ライバルであるプラクティーズやマイヨ・プラートとの激戦を繰り広げる中で、ケーンたちは戦士としての実力を高めていく。一方で、度重なる作戦の失敗によりマイヨは激戦区へと送られる。やがて、中国の重慶でドラグナーの量産型「ドラグーン」が配備されたことで、戦局は地球軍優勢へと傾いていく。
軍への残留を決意したケーンたちは遊撃隊に配属され、ギガノス軍大佐グン・ジェムを打倒。戦いの舞台は宇宙へと移っていく。その裏では、マイヨの処分に不満を抱いた若手将校たちがギガノス帝国内で反乱を起こしていた。これをきっかけに、総帥ギルトールと急進派ドルチェノフの間で対立が発生。ドルチェノフはギルトールを抹殺し、その罪をマイヨに転嫁して権力を掌握する。さらに、マスドライバーを利用した地球への徹底攻撃を企むが、ギルトールの遺言を受けたマイヨによって破壊される。追われる身となったマイヨは、プラクティーズたちに救出され、ドルチェノフ打倒を決意する。
ドラグーンの活躍により、地上のギガノス軍は劣勢となり、ドルチェノフは決戦のために宇宙機動要塞を投入。緒戦こそ戦果を挙げるが、次第に連合軍が優勢となる。ドルチェノフはケーンの母アオイ・ワカバを人質にしてケーンの離反を画策するが、連合軍人ベン・ルーニー軍曹たちによって救出されたことで失敗。マイヨとケーンの両者から追撃されることとなる。
ついに月面本国が陥落し、ギガノス帝国の滅亡は確定的となる。ギルトールの仇を討つべく機動要塞に突入したマイヨたちは、味方であるダン・クリューガーの犠牲を乗り越え、ドルチェノフが駆るMAギルガザムネとの決戦に挑む。圧倒的な性能を誇るギルガザムネに追い詰められるが、そこへケーンが現れ、過去の戦闘から得た攻略法をマイヨに伝え、共同で撃破。
ドルチェノフを倒し、自らの役目を終えたマイヨは、崩れゆく機動要塞と運命を共にする覚悟を決める。しかし、そこへ父ラングが現れ、説得を受けたマイヨは脱出し、戦場を後にするのだった。
