Nadat een orkaan Tokio heeft getroffen, spoelt er een gigantisch ei aan. Het is een ei van het monster Mothra. Mothra stuurt zijn vrouwelijke dienaars naar Tokio om te vragen of ze het ei terug mogen nemen naar zijn oorspronkelijke plaats. Maar de op geld beluste investeerders weigeren. Wanneer wat later Godzilla ontwaakt en blijkt dat enkel Mothra weerstand kan bieden, weigert het monster als weerwraak. Ondertussen vernietigt Godzilla Tokio...
Mr. Tako organiseert een expeditie om de legendarische King Kong naar Japan te krijgen. Ondertussen ontdekken twee Amerikaanse piloten dat Godzilla uit zijn ijsberg is ontsnapt en op weg is gegaan naar Tokio. Als King Kong dan ook nog eens ontsnapt, gaan de poppen helemaal aan het dansen, en alleen een nieuw soort super-draad, ontwikkeld door de jonge Kazuo, kan de monsters nog in bedwang houden.
Als een dorpje overspoeld wordt door duizendpoten gaan de inwoners op de vlucht, maar in de grotten onder hun dorp ontdekken de vluchtelingen nog iets veel gruwelijkers: Rodan, een prehistorische, vliegende dinosaurus. Niet veel later verschijnt er nog een tweede Rodan en samen beginnen de twee monsters aan een vernielingstocht door Japan.
Aliens proberen de wereld te veroveren en zetten daarbij de gevaarlijke monsters Godzilla en King Ghidrah in. De aliens besturen de monsters vanuit hun hoofdkwartier, een replica van Godzilla dat ergens in een pretpark staat.
Een nieuwe kwaadaardige organisatie die bekend staat als Space Shocker en wordt geleid door de magie gebruikende Space Ikadevil en Space Spider Man, bedreigt de aarde door een onbekend fenomeen te veroorzaken. De Space Sheriffs Gavan type-G en Sharivan worden gestuurd om alle magie-gebruikers op aarde te executeren als reactie op de dreiging en beginnen Kamen Riders Wizard and Beast aan te vallen. Het Space Crime Syndicate Madou, dat ooit werd verslagen door de oorspronkelijke Sharivan, keert terug om nog meer chaos in de wereld te veroorzaken. Gedurende deze tijd vindt Yoko een mysterieuze kleine robot genaamd Psycholon, waar Space Shocker en de Madou om onbekende redenen naar op zoek zijn.
Een natuurkundige genaamd Tetsuo Okita ontdekt een nieuw mineraal genaamd 'Satanium', dat krachtiger is dan uranium en destructieve effecten uitstraalt op iedereen die eraan wordt blootgesteld. Destron ontvoert Okita echter in de hoop de bron van Satanium te vinden en er meer van te verzamelen om hun zoektocht naar wereldheerschappij te bespoedigen. Kamen Rider V3 moet snel handelen om professor Okita te redden en te voorkomen dat Destron nog meer van het dodelijke mineraal verzamelt.
Een serie internetfilms die door Toei zijn uitgebracht ter promotie van de Kamen Rider OOO-zomerfilm, 'Kamen Rider OOO Wonderful: The Shogun and the 21 Core Medals'.
Een reeks internetfilms ter promotie van de Kamen Ride-film 'OOO, Den-O, All Riders: Let's Go Kamen Riders'. Er zijn 48 korte films uitgebracht waarbij elke webisode zich concentreerde op een Kamen Rider die overeenkomt met een specifiek sterrenbeeld en een bloedgroep. De webisodes worden afwisselend gehost door Sieg, Momotaros, Kivat en Urataros. Na elk segment legt de gastheer de horoscoop van de Kamen Rider uit, waarbij hij bepaalt met welke andere Rider hij het meest compatibel is en met welke niet, en welke Riders compatibel zijn met vrouwen met het specifieke sterrenbeeld en de bloedgroep van de webisode.