Yuuta Hibiki acorda no quarto de Rikka Takarada e percebe duas coisas: ele não tem memórias e pode ouvir uma voz misteriosa chamando seu nome de um quarto próximo. Após uma inspeção mais aprofundada, ele encontra um robô – que se apresenta como Hyper Agent Gridman – atrás da tela de um computador antigo. Para a surpresa de Yuuta, Rikka não consegue ouvir Gridman, nem consegue ver os monstros ameaçadores pairando sobre uma névoa espessa que envolve a cidade lá fora. Outro monstro gigante se materializa na cidade e começa a causar estragos. Em meio à confusão, Yuuta é mais uma vez atraído pelo computador antigo e se funde com Gridman. De repente, ele aparece no meio da batalha e é forçado a lutar contra o monstro. Juntamente com Rikka e seu colega Shou Utsumi, Yuuta forma a "Aliança Gridman" para derrotar os monstros que assolam a cidade e encontrar quem é o responsável por seu surgimento.