深夜寂静的恐龙博物馆,突然出现巨响,原来是来自异次元中的另一星球的进化恐龙-“爆龙”,现身在大都市各处,不断进行破坏。戴诺亚斯星的恐龙进化成为力量强大的「爆龙」,并凝聚其意念变身为「爆龙战士」。不幸的是,戴诺亚斯星被邪命体-艾弗利安所灭亡。为了守护地球不再遭受相同的命运,维护正义与和平的爆龙战队穿越次元,再度与邪命体作战。
宇宙世紀 0087 年、地球連邦軍のエリート組織「ティターンズ」と、反地球連邦組織「エゥーゴ」の内戦は続いていた。エゥーゴに身を投じたカミーユは地球降下作戦後、エゥーゴの支援組織「カラバ」のハヤト・コバヤシらと接触。ティターンズの追撃をかわしつつ、再び宇宙へと還る機会をうかがっていた。
そんな折り補給のために立ち寄ったニューホンコンで、カミーユは、神秘的な少女フォウと運命的な出会いをする。だが、フォウはティターンズの強化人間。禁じられた二人の出会いは、カミーユの心を愛と苦悩に引き裂く。哀しみに満ちた戦いの果て、フォウは決死の覚悟で、カミーユを宇宙へと送り出す。
宇宙へと戻ったカミーユを待ち受ける激しさを増した戦場と、新型モビルスーツ“Z(ゼータ)ガンダム”だった。非道なコロニー落とし作戦や月面都市への爆弾テロなど、激しさを増すティターンズの戦法。そして大きく変転を始める政治状況。エゥーゴは指導者ブレックス准将を暗殺で失い、一方ティターンズ内部では木星帰りの男シロッコが勢力を拡大しつつあった……。
そして、ついに動きを見せ始める第三勢力――それは旧ジオン軍の残党、アクシズだった。カミーユの新たな力、Zガンダムが、混迷の戦場を切り裂いて飛ぶ!
宇宙世紀 0087 年、地球圏の戦乱は混迷を極めていた。連邦軍のエリート組織「ティターンズ」と反地球連邦組織「エゥーゴ」の内戦の最中、エゥーゴを指揮する立場となったクワトロ(シャア)、ティターンズを我が物にしようと目論む“木星帰りの男”シロッコ、そして「ザビ家」復興を掲げるジオン軍残党“アクシズ”の指導者ハマーン・カーン。三つの勢力の地球圏の覇権を賭けた、政略と軍略が絡み合い、戦局は、巨大レーザー砲へと改造されたスペースコロニー、グリプス2を巡る最終局面へと突き進んでいく。
戦場では、人々の愛情と憎しみが交錯する。エゥーゴを離れ、ティターンズのシロッコの下へ身を寄せる女レコア。シロッコを慕いながらも、エゥーゴのカミーユたちに惹かれる少女サラ。そんな人々の想いを受け止め、Zガンダムは、混迷の戦場を飛ぶ。
そして、ついにカミーユは知る。Zガンダムの持てる力で倒すべきは誰なのかを――。戦火の果てにカミーユを待ち受ける運命は !?
大友克洋の短編コミック「SOS大東京探検隊」に大胆なアレンジを加え、続編として映画化した3Dアニメ。父親が小学生の頃に書いたノートを発見した少年が、そこに記されていた秘密の宝物を探そうと仲間たちと探検隊を結成。マンホールから地下に下りて大冒険を繰り広げる。監督の高木真司をはじめ、大友監督作「スチームボーイ」のスタッフが再び集結。伝統的なセルアニメの手法を取り入れ、従来の3Dアニメをさらに進化させた。