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•在现实世界，有个小学生新星勉，是个奥特曼迷。一天晚上他在观看《盖亚·奥特曼》的录像片时被卷入奇怪空间，看见一个红色的球，以及一个站在火海中的女孩。次日回校，这个女孩竟真的出现，她就是勉的新同学——沉默寡言的七濑理沙•就在同一天，勉真地发现自家的仓库中就放着那个红色的球。红球自称可以帮人实现任何愿望。勉在理沙的鼓动下，向球许愿希望见到电视中的角色高山我梦（盖亚奥特曼）•天空出现怪异云团，从云团中飞出了搭载着我梦的FighterEX！勉兴奋地追过去，并告诉其他人关于这个球的事。包括平时在学校恃强凌弱的鹿岛田浩、小杉亘、中原耕平三人组。浩把球抢在手中，声称要召唤出一只怪兽，不料精神寄生兽比佐摩立刻出现了，吓得浩一下丢下了球。我梦见情况不妙，立刻变身为盖亚·奥特曼对付怪兽•勉捡回了球，连同好友平间优和理沙观战。然而盖亚刚出现不久就能量不足了，陷入了苦战，幸而最终还是很快战胜了怪兽•盖亚变回人间体我梦，返回EX，但此时的EX已被一大群小朋友围得水泄不通，大家异口同声叫我梦“变身”。我梦为逃脱孩子们的追踪，躲进一家奥特曼玩具店，又被店老板认出自己的真实身份，我梦才知道自己穿越了时空。勉找到了我梦，告诉他事情的缘由，并让我梦遥控EX开进自家的仓库•我梦用分析仪采集了红球的数据。勉希望我梦能给他的图书《格列佛游记》签名，但我梦还未来得及签名就听到了仓库外的喊声，便顺手把书放在分析仪上•此时，警方已经把仓库包围，意图逮捕“国籍不明的空军飞行员”我梦，勉极力请求停止。就在混乱中，红球脱手并滚到街上，被浩等人再次拾获；我梦、EX也莫名其妙地消失了•回到自己的世界的我梦，偶然回忆起穿越时空的事，于是察看了红球的数据，得知红球能满足人类的任何欲望，但这些欲望的实现已经把多个平行世界毁灭了。我梦意识到勉的世界亦将面临同样命运•与此同时，勉等人到处寻找，终于在学校美术室找到了浩等人，他们正在制作怪兽模型。勉、优向偷偷地拿回红球，但被浩、亘、耕平三人发现，三人已经被红球控制了。浩、亘、耕押着勉、优走上天台。浩利用红球把模型怪兽欧布猛斯王实体化•为拯救勉的世界，我梦不顾队员反对，启动由自己发明、尚处于研发试验阶段的超时空机器探险号，带着勉的《格列佛游记》出发，成功穿越到勉的时空，利用探险号对付欧布猛斯王。后又变身为盖亚和怪兽对抗•但被控制的浩不断许愿加强怪兽的能力，盖亚连连失利。勉拨开了浩手中的红球，浩等三人控制被解除，但此时优又被控制了。红球吸收了优的思想力量，使欧布猛斯王分化出了斯休拉和巴吉利斯，更加令盖亚奥特曼苦不堪言，能量即将耗尽。•欧布猛斯王用红色波流破坏了学校，把校内五人困在废墟之上，红球落在了废墟里。勉不顾危险，捡回红球，试图许愿让怪兽消失，但无法成功。正在巴吉利斯用光弹炸毁废墟之际，勉抱紧红球高喊“光”，迪迦·奥特曼和戴拿·奥特曼出乎意料地出现了，被困五人获救•迪迦、戴拿联同盖亚对付三大怪兽！迪迦将斯休拉抛入海洋；戴拿把巴吉利斯引向太空；盖亚继续留在地面对付欧布猛斯王。一番战斗后，盖亚变为至高型。几乎在同一时间，迪迦消灭了斯休拉，戴拿消灭了巴吉利斯，使得欧布猛斯王的腹部、双翼随即发生爆炸，元气大伤，盖亚用光子流线消灭了他。战后，三位奥特曼聚首。盖亚回复人间体我梦，和勉拥抱了在一起•大家讨论是否要用红球重建城市，勉表示不可以再依赖球的力量了，宁愿让球永远消失。这时，我梦告诉勉，理沙和红球是一体的。理沙表示支持勉的愿望。受她的鼓励，勉勇敢地对红球喊“消失吧！”随后理沙消失，红球变为蓝球飞向空中。我梦把书归还勉后亦消失了。迪迦、戴拿化成光点，与蓝球融合，发出耀眼光芒……•我梦回到了他的世界，勉的世界也恢复了以往的平静。一天，勉的班上有新的女同学加入——性格开朗的七濑理沙•我梦驾驶着EX飞向蓝天，心中默念：“这个世界是不会毁灭的，绝对不会！”