時に西暦2199年、人類は滅亡の危機に瀕していた…。
人類がその活動範囲を地球から太陽系内へと広げていた22世紀、謎の巨大隕石が次々と地球へ落下し始めた。それがガミラスと呼ばれる謎の異星人からの攻撃とわかる頃には、すでに多くの都市や地域が被害に遭い、ついに人類はその生活を地下へと移らざるを得なくなってしまう。そして西暦2199年、ガミラスの艦隊はついに冥王星付近まで侵攻してきた。
ガミラス艦隊と沖田十三が指揮する地球防衛艦隊が交戦する中、一隻の宇宙船が火星に不時着。訓練生として火星で観測実習中だった古代進と島大介は、不時着した宇宙船のすぐそばで亡くなっている女性と通信カプセルを発見する。カプセルに収められていたのは、地球から14万8千光年光年離れた惑星イスカンダルの女王スターシャからのメッセージだった。放射能によって汚染された地球に残された人類の滅亡まであと一年。地球の技術では成し得ない放射能除去装置を提供するのでイスカンダルまで受け取りに来るようスターシャは告げる。航海に必要な光速を超える能力を有する波動エンジンの設計図もそのカプセルには含まれていた。
メッセージを聞いた沖田十三はイスカンダルへの航海を決意する。その頃、九州の坊ヶ崎沖ではその姿を沈没艦に隠し静かに船出を待つ艦(ふね)があった。その名は宇宙戦艦ヤマト。果たしてヤマトはイスカンダルに向かい人類を救うことができるのだろうか?