突如飛来し一瞬にして街を破壊した謎の光が、巨鳥リドリアスに取り憑き凶暴化させた。宇宙開発センターのパイロット候補生ムサシはリドリアス保護の為街へと向かった。そこで彼はウルトラマンコスモスに出会う。
リドリアス保護での活躍を認められたムサシはTEAM EYESに入隊する。謎の光「カオスヘッダー」の影響で、怪獣ゴルメデが出現した。EYESは怪獣の捕獲を試みるが失敗。怪獣を処分しようとするが……。
怪獣スピットルが航空機を狙って出現。本来はおとなしい怪獣が凶暴になった原因をムサシは解明しようとする。だが、先走った行動をとったたムサシは任務をはずされてしまう。
河原で遊ぶ子供たちの前に、空から巨大な物体が降ってきた。それは、地球によく似たビビン星で製造されている玩具のロボットだった。イゴマスと名乗るそのロボットは子供達と仲良くなるが、意外な事実が判明し……。
フブキの故郷・蛍が村で、蛍のような光が自動車を襲い消失させる事件が相次ぐ。謎の光の正体は、村に不法投棄された大量の金属とカオスヘッダーが融合したものだった。光はやがて巨大な怪獣へと変貌する。
街で大地震が発生した。地質調査の電磁波で眠りを妨げられた怪獣モグルドンが地震を引き起こしたようだ。長い尻尾を持つモグルドン捕獲のためドイガキ隊員は「怪獣一本釣り作戦」を提案する!
街に飛来した隕石を発見し持ち帰った惣介少年。隕石の中からは珍獣ミーニンが誕生した。一方、ミーニンによく似た巨大な怪獣ガモランも出現する。惣介とその友達は、ガモランをミーニンの親だと思い接近するが。
ある夜、アヤノ隊員は空にオーロラを発見する。急激な睡魔に襲われたアヤノは眠り続け、過去の辛い出来事を夢で見せられていた。アヤノを救うため、ムサシは彼女の夢の中に入り込むことを決意する。
ヤマワラワ山脈近くの村で、祐一少年は伝説の妖怪ヤマワラワを目撃する。彼の父親は信じようとしないが、2人の前にヤマワラワが出現、祐一は行方不明になってしまう。一方、父にもヤマワラワに関する秘密があった。
遺跡から発見された青銅像がEYESに持ち込まれると、隊員たちのストレスが吹き飛んでしまった。人間のストレスを吸収する作用がある青銅像は街に飛び出し、現代人の膨大なストレスを吸収し巨大化した!
待ちに待った夏休み。だが、取得は一人ずつ順番にとの話を聞き火花を散らすEYESのメンバーたち。トンネル内に居座り続ける怪獣保護の任務で一番活躍した者が最初に休みを取ることにするが……。
怪獣の出現に出動するEYES。生まれたばかりの怪獣・イフェメラの寿命は、たった一日で寿命を終える生き物だった。EYESはその生命を全うさせてあげたいと願うが、防衛軍は付近の安全の為に攻撃を開始した。
謎の宇宙生命体に命を狙われている女性レニ。彼女は居住型宇宙ステーション・ジェルミナⅢの建設クルーで、作業中の事故で命を落としていたはずだった。彼女の医療データを調べたところ、驚くべき事実が判明し……。
防衛軍はレニを危険人物とみなし、彼女を追っていた。宇宙生命体ワロガに操られた怪獣ガルバスの捕獲に失敗したEYESは出動停止の危機に陥る。ガルバスは街を破壊し、人々は怪獣の殲滅を望むようになっていた。
カオスヘッダーにより凶暴化した海の怪獣ジェルガ。海底シールド点検中のムサシとフブキのシーダイバーを攻撃し、二人は脱出不可能に……。救出を待つなか、フブキは残り少ない酸素ボンベをムサシに託そうとする。
突如街に現れた空飛ぶ巨大なクジラ。それは少女の心を利用したカオスヘッダーの策略だった。やがて、クジラは精神寄生獣カオスジラークに変貌する。ジラークの体内に取り込まれた少女は、憎悪の塊と化していて……!
新装備「EYESアタッシュ」開発中のSRC研究施設からの通信が途絶え、ヒウラキャップとムサシは偵察に向かう。施設は異次元人ギギによって占拠されていた。ギギの攻撃を受けた二人はミクロ化してしまう。
東北地方の二人山には、結ばれなかった男女の魂が怨霊鬼となって地底に封印されたという伝説があった。二人山を訪れたシノブは元上司の竹越と再会し、彼の意外な思いを知る。そんな中、怨霊鬼が時を越え復活し……。
宇宙に廃棄された軍事衛星アンジェリカがコントロール不能となり、ミゲロン星人の宇宙船を撃墜した。アヤノは謎の青年・レダに出会い惹かれていくが、レダは人類への復讐の為地球に降り立ったミゲロン星人だった。
宇宙飛行用マシン・テックブースターの開発スタッフとしてSRC宇宙開発センターに呼ばれたムサシ。彼を指名したのは幼い頃の恩人・木本博士だった。宇宙への夢とEYESの活動との間で、ムサシは板ばさみになる。
千年に一度太陽系を通過する遊星ジュラン。その調査へと向かった探査船ワルツが、突如消息を絶った。搭乗者を救出し、また地球へ衝突せんとするジュランの軌道を修正すべく、EYESはテックブースターで出動する!
ジュランの地球衝突が間近に迫っている!ジュランへと降り立ったEYESを待ち受けていたのは、カオスパラスタンによる猛攻撃だった。果たしてEYESは、無事に任務を終え、地球へ帰還することが出来るのか!?
北陵大学から発信されている怪電波の正体を探るべく、潜入調査を行っていたムサシとフブキ。調査の結果、発信源は隕石と同時に地球へと飛来した変幻生命体ゲルワームだということが判明するが……。
アヤノの故郷・神流市では、ここ数週間ほど電磁波の異常帯電が発生していた。アヤノは、この街に怪獣がいると告げる不思議な少年と出会う。どうやらこの少年が見えるのはアヤノだけのようだが……。
飛来した未確認飛行物体が防衛軍に撃ち落される。脱出カプセルの人工冬眠装置で眠っていたのは、美しい少女だった。やがて目を覚ました少女は、地球人と接触する。果たして少女に課された使命とは?
都内各地で相次ぐ失踪事件。その後発見された行方不明者達は、皆記憶喪失になっていた。事件の背後にカオスヘッダーの影を感じたEYESは、調査を開始する。そんな中、ある親子が事件に巻き込まれ……。
宇宙怪獣ザランガが突如飛来。だがその理由は、何と出産のためだった。ザランガは出産が近付くと体温が急上昇するため、地球を訪れ海の中で出産する習性を持つという。しかし今回ザランガが飛来したのは山中で……。
EYESが以前保護に失敗した毒ガス怪獣エリガルが出現した。今度こそ保護しようと焦るムサシは、慎重になる隊員達をよそに、強引にエリガルに接近する。果たしてエリガルを無事に保護することは出来るのか!?
またもやエリガルを保護出来なかったEYES。だがそこに再びカオスエリガルが出現!不審に思うEYESだが、コスモスは迷いながらも今度こそエリガルを保護しようと、力の限りを尽くす。ところが……。
カオスヘッダー・メビュートとの戦いの末、光のエネルギーを失い活動不能に陥ったコスモス。ムサシは仲間の協力を得てコスモスに光を照射するが、数千年に一度の七分を越える皆既日食で、なかなか光が集まらず……。
クレバーゴンと再会を喜ぶムサシだが、そこに突如カオスヘッダーの光が!ムサシを庇い自ら光を浴びたクレバーゴンは、巨大化・凶暴化してしまう。友達を救出すべく、今ムサシが立ち上がる!
開発中の対怪獣用強力麻酔弾ドリームスリープを、怪獣保護区の怪獣で実験することになったが、副作用を懸念するムサシは反対する。そんな時、かつてEYESが遭遇したゴルメデの同種・ゴルメデβが出現し……。
怪獣保護に出動したムサシたちは、怪獣殲滅兵器開発チーム『ガルス』のチーフ、ナガレの妨害を受ける。怪獣排斥を主張するナガレにムサシは猛反発。だが、ナガレには怪獣によって妹を失うという悲しい過去があった。
海底で、巨大な謎の石像が発見された。一方、古代遺跡研究者ユカリは、発掘された石版に刻まれた不吉なメッセージを発見する。美しい海が汚された時、人類を滅ぼすため、偉大なる海の番人が目を覚ます!
謎の隕石に導かれ、奇妙な館に人々が集まる。人々は超人的な能力と引き換えに、感情を失っていく。館の正体は宇宙から送り込まれた催眠魔獣ラグストーンだった。オトリ捜査に踏み込んだシノブに危険が迫る。
好奇心を抑えられず、山奥から人里へと降りてきたヤマワラワ。大人に追われながらも子供たちと心を通わせていくが、突如として出現した怪獣マハゲノムが村を襲う。子供たちを守るため、立ち上がれヤマワラワ!
一年ぶりに出現した地底怪獣テールダス。その背中にはかつてフブキが放った特殊ミサイルが打ち込まれたままになっていた。暴発を防ぐためには、怪獣を抹殺するしかないのか。苦悩するフブキはEYESを離れるが……。
ある日、ムサシは娘から宇宙人と呼ばれる男、草野と出会う。一方、宇宙から落下してきた怪物体が、機械生命体ヘルズキングへと変形し侵略を開始する。なぜか、ヘルズキングの弱点を知っている草野。その正体とは?
怪獣を次々に凶暴化させてきたカオスヘッダーは、遂にムサシ本人に狙いを定めた。コスモスの力によって危うく難を逃れたムサシだったが、カオスヘッダーはカオスウルトラマンへと変異を遂げる!
圧倒的な力で、コスモスを倒したカオスウルトラマンは、保護区の怪獣をすべてカオス化させようと目論む。EYESのメンバーは捕らわれたムサシを助け出し、怪獣を守ることができるのか。
謎の飛行物体の調査に向かったフブキは、オカルト好きの少女・カスミと再会する。彼女は森で謎の人物たちの争いを目撃したという。カスミを付け狙う大男を撃退したのも束の間、カスミの身体に異変が起きる。
彗星の接近によって、遥か遠くの衛星プティワールから、俊司少年へ届いたメッセージ。異星人の少年ソルは、カオスヘッダーによって凶暴化した怪獣デルゴランを助けて欲しいと願い出る。真の友情は宇宙を越える!
何者かに改造手術を施され、拒絶反応で絶命する怪獣。怪しげな黒い男に導かれ、夢とも現実ともつかない夕暮れの街に迷い込むムサシ。黒い男の正体は、以前ラグストーンを送り込んできたノワール星人だった!
再び暗躍を始めた異次元人ギギの、新たなる侵略計画。だが、次元移送装置によって現れた穏健派のギギドクターは、平和的な解決を望んでいた。コスモス絶体絶命のピンチに意外な助っ人が登場する!
遊園地に住むと噂される伝説の妖精ムゲラ。閉園間近の遊園地に家族と暮らす少年・こうだいは、ムゲラのことが心配でならない。そんな時、出現した謎の飛行物体が遊園地の上空に陣取ってしまった。
突如、平和な村に現れたキュリア星人。しかし、彼は何百年も前から、村人を守るため自らを犠牲にしてきた善意の宇宙人だったのだ。ムサシたちは、身体に変調をきたしたキュリア星人を救う手立てを模索する。
かつて飛行訓練中に行方不明になったフブキの同僚、ミサキ・アイが三年振りに帰ってきた。しかし、彼女の背後には地球侵略を企むエイリアンの存在があったのだ。アイの身を案じるフブキの思いは……。
不気味な宣戦布告と共に、再び出現した邪悪な宇宙人ワロガ。迎え撃つ防衛軍、そしてチームEYES。しかし、戦況はワロガの一方的優位に展開し、ムサシもまたコスモスに変身できずに重傷を負ってしまう。
「宇宙に降る雪」とも、人の願いを叶えるとも言われる神秘の生命体・スノースター。ムサシたちがスノースターを目撃して間もなく、怪獣アルケラが出現する。アルケラは、ひとしきり暴れた後、活動を停止する……。
悪徳ブローカー山井によって密輸された珍しいトカゲ。しかし、それは体長50メートル以上に成長する怪獣バデーダの幼体だった。さらに、成長抑止剤を注射されたバデーダは、逆作用で急激に成長してしまう!
カオスヘッダーを食べ、無害化してしまう怪獣マザルガスが現れた。願ってもいない救世主の出現に、俄然意気が上がるムサシたち。EYESはさっそくマザルガス保護作戦を開始するのだが、果たして……。
突如として現れた宇宙怪獣ザゲル。騒動の最中、逃げ遅れた少女を発見したムサシは、すぐさま保護に向かう。しかし、その少女にコスモスに変身するためのアイテム・コスモプラックを奪われてしまうのだった。
時間を停止する特殊能力を持つ怪獣アラドスが出現。ひどく衰弱しているアラドスを守ろうとするムサシたちの前に、ノワール星人が現れる。彼らは、自分たちならばアラドスを延命させられると言うのだが……。
鏑矢諸島に保護されているはずの怪獣タブリスが、突如街中に出現した。タブリスは、かつて身を挺して車椅子の少女を救った心優しい怪獣。特に暴れるわけでもなく、何かを探している様子なのだが……?
鏑矢諸島に侵入した異星人の少女は、無害な怪獣ミーニンをバイオ兵器ガモランへと巨大化させる。少女が語る、ある重大な出来事とは?否応なしに課せられた究極の試験に、人類は合格できるのか。
山中の静かな村で、キャンプに来た若者が怪物に襲われた。連絡を受けたEYESは、村人に聞き込み調査を開始する。しかし、彼らの態度はどこかよそよそしく、村ぐるみで何かを隠しているかのようだった。
扉の絵が描かれたカードに住むと伝えられるグラルファン。暁少年は、トマノ老人に聞かされた不思議な話を、単なるおとぎ話としか思わなかった。だが数日後、少年はその話が、紛れもない真実であることを知る。
以前、地球侵略を企み、断念したはずの宇宙生命体ギリバネスが再び現れた。しかし、彼らは一族から追放された逃亡者ギラッガスだった。帰る場所を失ったギラッガスは、単身でも地球人と戦う覚悟を決めていた。
ついにカオスヘッダーの総攻撃が始まった。地獄の底から蘇るカオスウルトラマン。立ち向かうEYESも、圧倒的な力の前になす術がない。穏やかな日々は終わりを告げ、命をかけた壮絶な戦いの幕が開く!
新たな敵カオスウルトラマンカラミティの出現に、傷つき倒れるコスモス。しかし、ムサシの想いが隊員たちの闘志を燃え上がらせ、彼らはカラミティの動きを封じるための酵素・カオスキメラの人工培養に乗り出す!