地球に眠っていたスパークドールズを実体化させた太陽の異常爆発、ウルトラ･フレアが観測されてから15年後。怪獣対策のため創設された防衛部隊、Xio (ジオ) 所属の大空大地隊員がサイバー怪獣の実験を行っていたとき、怪獣が出現して暴れ出した。その時、大地のマルチデバイスから不思議な声が聞こえてきた。それに導かれ、大地は光の巨人とユナイトして怪獣に挑んだ! 誕生、ウルトラマンエックス!

大熊山から巨大怪鳥バードンが姿を現した。どうやらバードンは産卵を控えているらしい。産卵用に作られた巣に民間人が閉じ込められていることが判明し、大地たちXio隊員は早速救出作戦を展開する。巣からの引き離し攻撃にバードンは怒って大暴れ。大地は仲間を救うためにウルトラマンエックスにユナイトした。猛毒を持つバードンのクチバシ攻撃にエックスは大苦戦。その時、ファントン星人グルマン博士が発動させた、とっておきの秘策とは!?

局地的地震の調査に赴くことになった大地とアスナ。その途上、大地は怪しい女を目撃。さらに彼女に導かれるかのように、地底から怪獣テレスドンが現れた。照明弾でテレスドンを退却させることに成功した後、大地とアスナは女の正体を探ることを命じられる。女によく似た女性が実在したが、既に死んでいるという。謎に包まれた女を追ったアスナが掴む真実とは!? 夜の大都会に、テレスドンとウルトラマンエックスの激闘が展開される!

ザラブ星人が地球壊滅のため、ベムスターを送り込んできた! その猛攻に大地が巻き込まれたと思い込んだアスナは、我を失ってしまう。彼女の攻撃が災いし、ウルトラマンエックスがベムスターの体内に吸収されてしまった! ザラブ星人を追ったワタルとハヤトも、互いのライバル心が邪魔して、星人を取り逃がす。神木隊長から改めてチームワークの大事さを説かれたアスナ達は、エックスを助け出すため、いま一度の団結を誓う!

Xio隊員でも怪獣をスパークドールズ化できる技術の実験が進んでいた。そこを怪獣ブラックキングが襲撃する! 大地はエックスにユナイトして戦うが、その戦いの隙を突いて、ナックル星人バンデロがアスナたちからスパークドールズを奪い去った。その前に立ちはだかったのは、なんとウルトラマンゼロ! 形勢不利と見たナックル星人は、ルイを捕らえて次元の彼方へ逃げていった。ルイを救うため、エックスとゼロが力を合わせる!

突如街に現れ、宇宙人かと騒ぎを起こした青年、テル。彼はルディアンと呼ばれる怪獣と一体化し、街へと進行を開始する。しかし、テルが怪我をした女の子を治した事実を知った大地はウルトラマンエックスにユナイト、彼に悪意がないことを信じてルディアンの動きを止めた。Xioに保護されたテルやルディアンを調べるうち、恐るべき事実が浮かび上がる。ルディアンが秘める秘密を狙い、恐怖の魔獣が地球にやって来るというのだ!