Yuuta Hibiki terbangun di kamar Rikka Takarada dan menyadari dua hal: ia tidak memiliki ingatan apa pun, dan ia bisa mendengar suara misterius yang memanggil namanya dari kamar sebelah. Setelah memeriksanya lebih lanjut, ia menemukan sebuah robot—yang memperkenalkan dirinya sebagai Hyper Agent Gridman—di balik layar komputer tua. Yang mengejutkan Yuuta, Rikka tidak bisa mendengar Gridman, juga tidak bisa melihat monster-monster menakutkan yang mengintai di balik kabut tebal yang menyelimuti kota di luar.

Monster raksasa lainnya muncul di kota dan mulai membuat kekacauan. Di tengah kekacauan itu, Yuuta sekali lagi tertarik ke komputer tua tersebut dan menyatu dengan Gridman. Tiba-tiba, ia muncul di tengah pertempuran dan terpaksa melawan monster tersebut. Bersama Rikka dan teman sekelasnya, Shou Utsumi, Yuuta membentuk “Aliansi Gridman” untuk mengalahkan monster-monster yang mengganggu kota dan menemukan siapa pun yang bertanggung jawab atas kemunculan mereka.