Eine eindringende außerirdische Streitmacht, bekannt als die Dunkle Horror-Armee, angeführt vom robotischen Kaiser Groß-Darius, startet einen Angriff auf die Erde. Ihr Heimatplanet Zela wird von einem Schwarzen Loch verschlungen, das durch ihre sterbende Sonne Sigma verursacht wird, und sie versuchen, die Erde als ihre neue Welt zu erobern. Die Außerirdischen nutzen ihre fortschrittliche Technologie, um künstliche Schwarze Löcher zu erzeugen, was katastrophale Phänomene wie seltsame Formationen unter dem Bermudameer und unerklärliche eisfreie Zonen in der Antarktis verursacht.

Als Antwort auf diese Bedrohung konstruiert der brillante Dr. Daimonji (auch bekannt als Professor Hi-Tech) die Daiku Maryu, ein riesiges, halbtransformierbares, drachenförmiges Trägerschiff. Dieses Schiff ist das erste seiner Art in der Super-Roboter-Fiktion, das als mobiler Träger für einen Riesenroboter dient. Der Kopf und der Rumpf des Schiffs lösen sich, um den Kern des titelgebenden Super-Roboters Gaiking zu bilden, der sich mit Gliedmaßeneinheiten verbindet, die vom Träger aus gestartet werden, um eine humanoide Kampfmaschine zu werden, die sich durch ihre schädelartige goldene Brust und Hörner auszeichnet.

Der Mecha wird von Sanshiro Tsuwabuki gesteuert, einem ehemaligen Baseballstar, dessen Karriere endete, als sein Wurfarm bei einem Angriff durch außerirdische Agenten verletzt wurde. Er wird für diese Rolle rekrutiert, weil seine latenten, mächtigen psychischen Fähigkeiten ihn einzigartig befähigen, Gaiking zu kontrollieren, da alle anderen potenziellen Kandidaten mit ähnlichen Kräften bereits von den Invasoren ermordet wurden. Sanshiro schließt sich der vielfältigen Besatzung der Daiku Maryu an, zu der andere geschickte Personen wie ein amerikanischer Marinepilot, ein Sumoringer und ein Kickbox-Champion gehören, die alle den Träger und seine unterstützenden Hilfsmaschinen bedienen. Diese Unterstützungsfahrzeuge umfassen den plesiosaurusähnlichen Nesser für Wasser, den pterodactylusähnlichen Skylar für die Luft und den triceratopsähnlichen Bazolar für Landoperationen.

Während der 44-teiligen Serie reist die Besatzung an reale Schauplätze, während sie gegen die Streitkräfte von Groß-Darius und seinen vier Untergebenen, den Death Cross Generals, kämpft. Die Erzählung enthüllt tiefere Hintergrundgeschichten und erklärt, dass die Menschen von Zela die Erde bereits vor Millionen von Jahren heimlich besucht hatten, ihre Entwicklung beeinflussten und Monster über den gesamten Planeten versteckten. Der Konflikt folgt einer klassischen Monster-der-Woche-Formel, bei der die Dunkle Horror-Armee ein neues Ungeheuer entfesselt, was Sanshiro zwingt, Gaiking von der Daiku Maryu aus zu starten, um in den Kampf einzugreifen, der oft mit dem Einsatz von Gaikings mächtigem Finalangriff, dem Hydro Blazer, endet.