서기 2307년. 인류는 지상에서 우주까지 도달하는 궤도 엘리베이터를 건조했고, 고갈된 화석 연료를 대체하는 태양 에너지를 획득하는데 성공했다. 하지만 태양광의 은혜를 받은 것은 유니온, 인류 혁신 연맹, AEU라는 3개 국가군과 그 동맹국뿐이었고, 중동의 여러 나라들과 비가맹 국가들은 빈곤에 시달리고 있었다. 또한 3대 국가도 좋은 관계가 아니라서, 세계의 주도권을 둘러싼 긴장관계가 계속되는 상황이고, 종교와 민족에 의한 분쟁도 끝날 기미가 보이지 않았다. 이런 상황을 타개하기 위해, 의문의 조직이 나타났다. 사설 무장조직 「솔레스탈 빙」이라고 하는 그들은, 기존의 전투병기를 상회하는 초병기 「건담」을 이용해서 모든 전쟁 행위에 대한 개입을 개시했다. 세츠나 F 세이에이를 시작으로 건담을 조종하는 4명의 건담 마이스터와, 그 활동 거점인 모함 프톨레마이오스에 탑승하는 승무원들은, 전쟁 근절을 위해 거대 세력들과 맞선다-. 「건담」 시리즈 최초로 서기를 채용했고, 현실 세계로부터 300년 뒤의 세계를 상정하고 제작한 최신작. 감독으로 미즈시마 세이지, 각본으로 쿠로다 요스케를 기용했으며, 캐릭터 디자인은 인기 만화가 코가 윤과 애니메이터 치바 미치노리 태그가 맡는 등, 호화로운 스태프진들이 화제가 됐었다. 건담 엑시아를 비롯한 지금까지 없었던 참신한 형태의 「건담」과, 가는 보디 라인이 특징적인 플래그와 이낵트, 전차의 중후한 느낌이 넘쳐나는 티에렌 등, 대담한 메카닉 디자인이 인기였다. 서기를 채용한 스토리 속에도 현실 세계에 바탕을 둔 각 세력을 설정해서, 시청자가 친근하게 느낄 수 있는 세계관을 만들었다. 그 속에서 건담 마이스터 4명과 각 세력에 소속된 캐릭터들의 동향, 생각들을 꼼꼼하게 그려서, 커다란 스케일이 느껴지는 작품이 됐다.

서기 2313년, UN군과 솔레스탈 빙의 대규모 전투 「폴른 엔젤스」의 종결로부터 4년의 세월이 지났다. 지구에는 UN을 모체로 한 지구 연방 정부가 설립됐고, 연방정부가 주체로 삼은 새로운 지배체제가 구축되고 있었다. 그런 상황에서 연방군은 더 많은 국가들의 연합과 인류의 의사 통일을 주장하며, 연방군과 별개의 독립 치안 유지 부대 「어로우즈」를 설립했다. 하지만 어로우즈는 치안 유지라는 명목으로 반정부 세력과 주의, 주장이 다른 그룹을 무력으로 탄압했다. 한편, 「폴른 엘젤스」에 의해 괴멸적인 피해를 입었던 솔레스탈 빙은 비밀리에 활동을 재개했다. 단독으로 세계의 움직임을 지켜보고 있던 세츠나도 어로우즈의 방식에 분노해서 조직에 복귀. 새로운 거점 프톨레마이오스2와 트윈 트라이브 시스템을 지닌 새로운 건담 「더블오 건담」을 구사해서 어로우즈 타도를 위해 움직인다. 「기동전사 건담 00 퍼스트 시즌」으로부터 4년이 지난 세계를 그림 속편. 활동을 재개한 솔레스탈 빙과 무력으로 인류의 의지를 통합하려는 어로우즈, 연방군 정부와의 대립이 계속되는 속에서, 뒤에서 전란을 조종하는 「이노베이터」의 진상이 서서히 밝혀져간다. 스피디하면서도 앞일을 예측할 수 없는 스릴 넘치는 전개가 계속되는 것이 이번 시즌의 가장 큰 특징이며, 전투 신도 약동감 넘치는 묘사가 대폭 증가했다. 또한 새로운 멤버를 맞이한 프톨레마이오스2의 멤버들과 4년 전에는 연인 사이었지만 지금은 적대관계가 된 사지와 루이스, 타도 건담을 목표로 삼는 가면의 사나이 등, 퍼스트 시즌과 마찬가지로 꼼꼼한 캐릭터 묘사 덕분에 작품의 밀도가 더욱 짙어졌다.