茫茫宇宙，静谧安和。正义的战士钢铁巨人（宇津井健 饰）不知疲倦，时刻守卫着宇宙间的和平。然而一颗神秘的人造卫星打破了这一切，它似乎隐藏着巨大的阴谋。在它出现的同时，地球上的天文台受到颇多影响，连山中博士（林寛 饰）的实验室也受到波及。不久，为博士采购零件的薰（三ツ矢歌子 饰）和良一（池田輝久 饰）以及留守实验室的博士及其助手浅见（浅见比吕志 饰）相继被人绑架。原来有一个秘密国家图谋称霸世界，为达到这个目的他们需要借助博士之手修造宇宙飞船，人造卫星上运载的原子弹则是他们要挟世界的杀手锏。危机时刻，钢铁巨人再次挺身而出……