"Gundam 00" spielt in einer fiktiven Zukunft des Jahres 2307, in der die Erde in drei große Machtblöcke unterteilt ist: die Union of Solar Energy and Free Nations (Union), die Human Reform League (HRL) und die Advanced European Union (AEU). Diese Blöcke konkurrieren um die knappen Ressourcen der Erde, was zu ständigen Konflikten führt. Um diese Kriege zu beenden, tritt eine mysteriöse Organisation namens Celestial Being auf, die mit fortschrittlichen mobilen Suits, den Gundams, bewaffnet ist. Celestial Being verfolgt das Ziel, durch bewaffnete Interventionen alle Kriege zu beenden, indem sie alle Kriegsparteien gleichermaßen angreift.

Die Hauptprotagonisten sind die vier Gundam-Piloten von Celestial Being: Setsuna F. Seiei, ein ehemaliger Kindersoldat aus dem Nahen Osten, der den Gundam Exia steuert; Lockon Stratos, ein erfahrener Scharfschütze, der den Dynames kontrolliert; Allelujah Haptism, ein mysteriöser Pilot mit einer gespaltenen Persönlichkeit, der den Kyrios fliegt; und Tieria Erde, ein rätselhafter und emotionsloser Pilot, der den Virtue bedient. Jeder der Piloten hat eine persönliche Motivation, sich Celestial Being anzuschließen, und ihre Handlungen werden im Laufe der Serie zunehmend hinterfragt.

Die erste Hälfte der Serie konzentriert sich auf die Interventionen von Celestial Being, die die Machtblöcke dazu zwingen, ihre Konflikte einzustellen. Allerdings führt die aggressive Taktik der Organisation zu einer Gegenreaktion, als sich die drei Machtblöcke zusammenschließen, um Celestial Being zu vernichten. Gleichzeitig taucht eine weitere mysteriöse Gruppe namens Trinity auf, die ebenfalls Gundams einsetzt, aber mit weitaus brutalerer Vorgehensweise. Dies führt zu internen Konflikten innerhalb von Celestial Being, da die Piloten die Moral ihrer Mission hinterfragen.

In der zweiten Hälfte der Serie, die vier Jahre später spielt, hat sich die Welt dramatisch verändert. Celestial Being wurde scheinbar zerstört, und die Machtblöcke haben sich zu einer globalen Föderation zusammengeschlossen. Doch die wahre Bedrohung kommt von den Innovators, einer Gruppe von künstlich geschaffenen Menschen, die die Menschheit kontrollieren wollen. Setsuna und die verbliebenen Mitglieder von Celestial Being müssen sich erneut vereinen, um diese neue Bedrohung zu bekämpfen und ihre ursprüngliche Mission zu erfüllen.

Die Serie thematisiert komplexe Fragen zu Krieg, Frieden und der Rolle von Gewalt bei der Durchsetzung von Gerechtigkeit. Die Charaktere entwickeln sich im Laufe der Handlung weiter, und ihre persönlichen Konflikte spiegeln die größeren moralischen Dilemmata wider, mit denen sie konfrontiert sind. "Gundam 00" kombiniert politische Intrigen, philosophische Diskussionen und intensive Mech-Action zu einer vielschichtigen Erzählung, die sowohl actiongeladen als auch nachdenklich ist.