太正二十九年，帝都·东京。曾经对帝国华击团憧憬的少女独自一人，走上帝都的舞台、再次掀开新传说的幕布。

某一天，一颗陨石坠落地球，引发不可思议的时空扭曲。穿越时空隧道出现的，是来自40年后的未来假面骑士波塞冬（滨田贤二 饰）。与其它伙伴相比，这是一个好战求胜的战争狂，他发誓要打败所有现代的假面骑士。以此为契机，火野映司（渡部秀 饰）、后藤慎太郎（君岛麻耶 饰）和伊达明（岩永洋昭 饰）暂时告别普通人生活，挫败波塞冬的野心，并救回失踪良久的安库（三浦涼介 饰）。与此同时，邪恶组织财团X利用陨石带来的宇宙生命之种展开邪恶计划。为了保卫地球和宇宙，史上最强大的假面骑士部队集结于此……本片为假面骑士系列40周年纪念作

遥远的古代，曾经被人们称作"恶魔"的三剑侠（アクマイザー）：撒旦、伊尔与盖拉经过数千年的沉睡，终于开始幽幽醒来。凭借着来自人类精神世界Under World的魔力相助，被历代假面骑士消灭的怪人们相继复活，协助三剑侠实现自太古时代便图谋称霸大地的野心。三剑侠的邪恶计划即将完成， Fourze、Meteor、Wizard、OOO等八名假面骑士史无前例团结在一起，与庞大的怪人军团展开殊死对决……

地球所存在的海姆冥界森林威胁解除过后，从过去争斗的漩涡中获得黄金果实而成为“起始之男”的葛叶纮汰 / 假面骑士铠武，与“起始之女”高司舞在遥远的新生星球中共同生活。某天，谜之机械生命体却突然来袭及将舞拐走，以强横的实力令铠武陷入劣势并读取其的记忆，从中得知地球的存在后利用空间转移开始展开侵略。

在消灭108名恶路程式的三个月后，泊进之介（假面骑士驰骑）与诗岛雾子因接受调查频发异常现象的命令，而来到“不可思议现象研究所”所在的大天空寺院与月村朱里及御成等人进行接触。不过这时天空寺尊（假面骑士灵骑）为夺回被上级眼魔偷取的幽灵眼魂而战斗，但进之介因看不见眼魔而误会对方故意玩闹，后来加上诗岛刚（假面骑士冥骑）与深海诚（假面骑士魂骑），及进之介这时拿到冥骑驱动炎变身参战之下更混成一堆，此时朱里使用“不知火”让眼魔现身才打破这个乱局，四人继而合作将敌人击倒并夺回眼魂。

植物精灵们在都市中觉醒，与被邪恶摇滚舞王控制的僵尸展开音乐与智慧的较量，保护人类世界免受侵害。

L5战役完结半年后。世界上各种势力及DC残党都在暗中活跃，要从L5战役中恢复过来还需要很长时间。这时，大总统公开了外星人的存在，及它们对人的威胁，但是他们并没有注意到真正敌人的存在……

最近大反派羚羚羊研发了多个克隆羊在小镇上实施各种新型诈骗。每个克隆羊的出场都是一次新的行骗方式，看啦咘啦哆警长如何一一识别侦破，把罪犯捉拿归案。小镇居民的防诈骗意识也得到了大幅提升。

本作是超级机器人大战首次制成动画，故事背景在“OG2”结束后发生的“巴鲁多露事件”的原创故事。因为这是第一次动画化，机战迷都十分期待，但因动画素质低而不获好评。