태양계의 안드로메타를 정복한 외계의 광인 안드로 총통이 지구를 정복하려는 음모를 꾀하고 있을 때 한박사는 오랜 연구끝에 슈퍼마징가3의 시험비행에 성공한다. 안드로메타의 지구 원정군은 슈퍼마징가3를 제거하기 위해 한박사의 연구소에 특공대원을 위장잠입시키나 실패하게 된다. 한편 안드로메타의 지구정찰대는 지구의 우주연구기지에 있는 지구인들을 안드레마테로 끌고 가고 한박사와 태호, 제비, 뚱보 등은 슈퍼마징가3에 탑승하여 안드로메타로 떠난다. 안드로총통의 본거지로 침투한 슈퍼마징가3은 용감무쌍한 활약으로 지구인들을 구출하고, 우주의 평화를 되찾은 후 무사 귀환한다.