超時空大決戰講述的是在現實世界，有個小學生新星勉，是個奧特曼迷。一天晚上他在觀看《蓋亞·奧特曼》的錄像片時被卷入奇怪空間，看見一個紅色的球，以及一個站在火海中的女孩。次日回校，這個女孩竟真的出現，她就是勉的新同學--沉默寡言的七瀨理沙。

就在同一天，勉真地發現自家的倉庫中就放著那個紅色的球。紅球自稱可以幫人實現任何願望。勉在理沙的鼓動下，向球許願希望見到電視中的角色高山我夢。

天空出現怪異雲團，從雲團中飛出了搭載著我夢的FighterEX！勉興奮地追過去，並告訴其他人關於這個球的事。包括平時在學校恃強凌弱的鹿島田浩、小杉亙、中原耕平三人組。浩把球搶在手中，聲稱要召喚出一隻怪獸，不料精神寄生獸-撒旦比佐立刻出現了，嚇得浩一下丟下了球。我夢見情況不妙，立刻變身為蓋亞·奧特曼對付怪獸。

勉撿回了球，連同好友平間優和理沙觀戰。然而蓋亞剛出現不久就能量不足了，陷入了苦戰，幸而最終還是很快戰勝了怪獸。

蓋亞變回人間體我夢，返回EX，但此時的EX憶被一大群小朋友圍得水泄不通，大家異口同聲叫我夢"變身"。我夢為逃脫孩子們的追蹤，躲進一家奧特曼玩具店，又被店老板認出自己的真實身份，我夢才知道自己穿越了時空。勉找到了我夢，告訴他事情的緣由，並讓我夢遙控EX開進自家的倉庫。

我夢用分析儀采集了紅球的數據。勉希望我夢能給他的圖書《格列佛遊記》簽名，但我夢還未來得及簽名就聽到了倉庫外的喊聲，便順手把書放在分析儀上。

此時，警方已經把倉庫包圍，意圖逮捕"國籍不明的空軍飛行員"我夢，勉極力請求停止。就在混亂中，紅球脫手並滾到街上，被浩等人再次拾獲;我夢、EX也莫名其妙地消失了。

回到自己的世界的我夢，偶然回憶起穿越時空的事，於是察看了紅球的數據，得知紅球能滿足人類的任何欲望，但這些欲望的實現已經把多個平行世界毀滅了。我夢意識到勉的世界亦將面臨同樣命運。

與此同時，勉等人到處尋找，終於在學校美術室找到了浩等人，他們正在製作怪獸模型。勉、優想偷偷地拿回紅球，但被浩、亙、耕平三人發現，三人已經被紅球控制了。浩、亙、耕押著勉、優走上天台。浩利用紅球把模型怪獸歐布猛斯王實體化。

為拯救勉的世界，我夢不顧隊員反對，啟動由自己發明、尚處於研發試驗階段的超時空機器探險號，帶著勉的《格列佛遊記》出發，成功穿越到勉的時空，利用探險號對付歐布猛斯王。後又變身為蓋亞和怪獸對抗。

但被控制的浩不斷許願加強怪獸的能力，蓋亞連連失利。勉撥開了浩手中的紅球，浩等三人控制被解除，但此時優又被控制了。紅球吸收了優的思想力量，使歐布猛斯王分化出了斯休拉和巴吉利斯，更加令蓋亞苦不堪言，能量即將耗盡。

歐布猛斯王用紅色波流破壞了學校，把校內五人困在廢墟之上，紅球落在了廢墟裡。勉不顧危險，撿回紅球，試圖許願讓怪獸消失，但無法成功。正在巴吉利斯用光彈炸毀廢墟之際，勉抱緊紅球高喊"光"，迪迦·奧特曼和戴拿·奧特曼出乎意料地出現了，被困五人獲救。

迪迦、戴拿聯同蓋亞對付三大怪獸！迪迦將斯休拉拋入海洋;戴拿把巴吉利斯引向太空;蓋亞繼續留在地面對付歐布猛斯王。一番戰鬥後，蓋亞變為至高型。

幾乎在同一時間，迪迦消滅了斯休拉，戴拿消滅了巴吉利斯，使得歐布猛斯王的腹部、雙翼隨即發生爆炸，元氣大傷，蓋亞用光子流線消滅了他。戰後，三位奧特曼聚首。蓋亞回復人間體我夢，和勉擁抱了在一起。大家討論是否要用紅球重建城市，勉表示不可以再依賴球的力量了，寧願讓球永遠消失。這時，我夢告訴勉，理沙和紅球是一體的。理沙表示支持勉的願望。受她的鼓勵，勉勇敢地對紅球喊"消失吧！"隨後理沙消失，紅球變為藍球飛向空中。我夢把書歸還勉後亦消失了。迪迦、戴拿化成光點，與藍球融合，發出耀眼光芒……

我夢回到了他的世界，勉的世界也恢復了以往的平靜。一天，勉的班上有新的女同學加入--性格開朗的七瀨理沙。

我夢駕駛著EX飛向藍天，心中默念:"這個世界是不會毀滅的，絕對不會！"平成三傑

高山我夢

《奧特曼蓋亞》故事的主人公。紅的球的力量，根據信號霸王EX一起學習們的世界來的。打倒怪獸解開了變身伊始，孩子們的集體追上被搞了。警察逮捕是當球的力量變得衰弱，強製返回原來的世界了。回到原來的世界後學習們的丟失了記憶，偶然帶回了學習的書中取回記憶和自製的時空移動機械·冒險再次學習的世界返回，紅的球消失的同時又被遣送回了原來的世界。學習的書(格列弗遊記)"這個世界毀滅，看看了。你們相信未來的極限」簽名了。

新星勉

本作品的另一個主人公。學習和運動不擅長，和人說話有點膽怯的感覺，展現少年。房間裡有無數的奧特曼商品帶著，奧特曼的視頻，幾次也重新越喜歡奧特曼。"我夢這樣的人特別"總是蓋亞能夠變身為我夢，什麽可取之處都沒有的自己的不同的情結這樣說的。我夢和接觸中長大，3大怪獸而大危機了蓋亞拯救的活躍。最後是紅色球消除煩惱，自己的想法來消滅了。

七瀬莉薩

本作的嘉賓女。突然在學習上轉來的少女。古怪的態度。學習故事開始看了的神秘的少女一模一樣的，紅色的玉的化身。球包含了欲望的能源消失的同時消滅綠。尾盤同名少女學習上轉來的。

平間優

勉的朋友。戴眼鏡，學習的話有點吃驚中期。浩們代替紅色球操縱了的時候，バジリス雙曲面拉和創造，蓋亞的危機擴大會使。

鹿島田浩

學習不時以強烈的語氣，東西數落搶奪不良少年。紅色球叫出了的時候，學習沒能說出口的身高、體重等的數據準確宣讀特攝迷(但是本人更喜歡奧特曼怪獸。)但是，它在學校裡藏著什麽吧""奧特曼畢業學習迫近著。本人曰"夢想是成為日本第一的喜好製作模型"。紅色硬幣操縱著的時候學習的衝撞的幫助下，同時耕平和亙也回到了正氣。放棄了學習，到最後的"放棄"和聲援。

中原耕平

總是浩的身後，朋友的一個人。經常3人行動的。力強。

小杉亙

浩一起行動，他的朋友一人。總是浩說的學習複述的少年。

迪迦奧特曼

紅的球的力量出現的巨人，蓋亞的危機挽救了海中雙曲面拉和戰鬥勝利。球消失的同時消失了。

帝拿奧特曼

紅的球的力量出現的巨人，蓋亞的危機拯救宇宙戰鬥勝利。球消失的同時消失了。

蓋亞奧特曼(主角)(替身演員:長谷川惠司CV:吉岡毅志)

至高形蓋亞奧特曼蓋亞奧特曼

身高:50米

體重:42000噸

飛行速度:25馬赫

奔跑速度:7馬赫

行走速度:6馬赫

水中速度:2馬赫

跳躍力:1500米

握力:12萬噸

出生地:地球

人間體:高山我夢

變身器:雙翼標志，使用儲存於雙翼標志(Esplender)中的蓋亞之光變身

擅長技能:

光子冰刀

蓋亞奧特曼的能量升級後的技能，溫度達26萬度，除了在與撒旦比佐姆戰鬥和伊扎古之戰使用外，還在《大決戰！超奧特八兄弟》當中將戈爾德拉斯擊敗。

量子流線

蓋亞奧特曼的能量升級後的技能，V2形態的量子流線是原來的兩倍之強，光線的溫度變得更高。溫度達41萬度，49話與阿古茹流線同時發射擊敗了蓋扎德比西。第48話與XIG戰鬥機ST、GT等放出高熱電子光束合起來對死神攻擊，但是被死神(基普布)的屏障擋住了。

光子流線

蓋亞的最強招數。雙手合起，右手往下挪動後發射。需要消耗巨大能源。OV之《蓋亞再現》對戰破滅海神迦庫佐姆(強化體)的時候與阿古茹第二形態的光量子螺旋(フォトンスクリュー/Photonscrew)同時發射。

光子螺旋(A形)

繼承自阿古茹的技能，藍色的能量光球，破壞力非常巨大，能夠有效削弱金屬生命體的戰鬥力。

光子螺旋(B型)

融合了蓋亞之力的紅色光球，擁有著比藍色的力列射更強的破壞力。

光子粉碎機(フォトンクラッシャー/PhotonCrusher)

繼承自阿古茹的技能，與阿古茹同樣是從頭部發射。第27話打回變身為假蓋亞的米莫斯的光子冰刀，第36話與空間接受了激光系統的激光炮對拚。

蓋亞切割(ガイアスラッシュ/GaiaSlash)

蓋亞奧特曼的能量升級後的技能，把體內的能源變成紅色的三日月狀的光彈，像手裡劍一樣用右手快速扔去，能夠準確的打擊敵人的弱點。

零下273度的冷凍光線，能夠瞬間冷凍怪獸。

以快速的瞬身術接近對手，第31話變身之後對眼Q使用，39話對茨奇凱拉使用。

光子貫穿拳(スプリームクロスカウンター/crosscounter)

突進的打擊招數，擊敗了撒旦比佐姆。

蓋亞飛踢(スプリームキック/Kick)

飛行至高空，使右腳赤熱化，放出俯衝踢。與阿古茹V2的阿古茹飛踢相當的威力，為蓋亞最強格鬥必殺。曾經擊敗宇宙忍獸克羅斯加巴沙，銀眼虎王伊扎古。除此之外，還將佐格猛龍形態的角打斷。

大地護盾(ウルトラバリヤー/UltraBarrier)

圓形的屏障，右腕向上，左腕向下或者雙腕張開，抵禦眼Q(NO.02)的和帕斯基克的攻擊，可以和阿古茹的屏障融合並推飛天使佐格的波動球。

本作中形象:新星勉利用紅球的力量將電視中蓋亞的時空真實化，並召喚高山我夢來到現實世界。我夢在現實世界變身為蓋亞奧特曼。

詳見詞條:蓋亞·奧特曼折疊戴拿奧特曼

戴拿奧特曼

(替身演員:伊藤慎CV:鶴野剛士)

身高:55米

體重:45000噸

絕招:索爾捷特光線(閃亮型)加爾奈特轟炸(強壯型)立波留姆波(奇跡型)

人間體:飛鳥信

變身器:閃光劍

飛行速度:8至10馬赫

跳躍力:1500米

握力:6萬噸

技能:

索爾捷特光線

閃亮型的必殺技能。發射姿勢介於十字型與L型之間，將能源從體內發射出的高熱藍色光線。奇特的光效在上面可以看出正弦曲線，這種是最常見的光線類型，此光線溫度高達43萬度，但是此招耗能較少。因此威力比哉佩利敖光線略低。因此我們可以看到戴拿有時好幾次連續發射索爾金特光線，卻沒看到迪迦連續發射哉佩利敖光線。但是略強於蓋亞的量子流線。(比起蓋亞的量子流線在平成三傑中此光線威力排名第二)。

強化版索爾捷特光線

又稱C型蓄能索爾金特光線，僅在劇場版『星光戰士』和『超時空大決戰』中使用。與迪迦的哉佩利敖光線發射前的準備動作發出的光芒有同樣的特征，全力輸出具有索爾金特光線數倍的威力。一擊秒殺了骨骼硬度比宇宙有翼骨獸蓋朗達還要強勁的巴吉利斯，缺陷是耗能較大，如果計時器是藍的，使用此招後不一會兒就會變成閃爍極快的紅燈。

立波流姆光波

奇跡型的必殺技能。將空間壓縮在右手中並做成超級衝擊波發射出去，在敵人的背後產生黑洞將其吸入黑洞中的空隙使之壓殺·破裂的技能，此光波溫度達60萬度;中了此招無論是怪獸還是宇宙人都必死無疑。劇中有多次為了使用此招而變成奇跡形態的情況。第35話被宇宙合成獸喬莫斯的亞空間屏障抵擋。第44話被古拉伊奇斯以飛行形態躲開(因為此時是在金星的大氣導致威力不足)。OVA中被萬劫特屏障防禦(第二次使用此招擊敗之)。

加爾奈特轟炸

強壯型的唯一一個光線技能。在胸前合起拳頭積蓄能源。把能源凝聚到右拳變成紅色大型光彈。由右拳衝擊的動作發出。此光彈擁有著十分強大的破壞力，威力超群，溫度高達82萬度;在能量充足的情況下，足夠輕松摧毀一個直徑為15裡的小行星。除了擊敗新扎爾斯之外(第16話)。還將瑪利休拉的火球吸收結合自己的加爾奈特轟炸射擊反彈回去粉碎了對手(第24話)。與Superguts的攻擊光線一齊發射擊敗了新喬莫斯。OVA『歸來的羽次郎』對奧瓦使用。不過被其吸收。

光束切割(ビームスライサー/Beamslicer)

從右腕發出的楔形手裡劍光彈。能夠連續發射，主要被作為牽製技能。第39話與鍾勃格戰鬥中使用高速連射，不過被敵人的光彈打回去了。第17話一擊打敗GUTS衝擊波(ガッツブラスター/GutsBlaster)也打敗不了的西魯巴格星人。第2話對戰奈奧達蘭比爾時積蓄能源之後發射。『超銀河傳說』中將黃金龍擊敗(這時右腕朝著正面向右斜著發射)。最常見的是從右腕發射，第44話對發射火球攻擊的索菲亞使用左腕發射的2連射光彈。

單臂衝擊光線(フラッシュバスター/FlashBuster)

從右手發射的藍色光線，在TV版第2話右腕橫掃索菲亞11體。最終話將超合成獸新蓋加雷德的追蹤光線壓製。光線溫度達30萬度，擁有著強大的壓製力和破壞力。

奧特投球式(ウルトラフォーク/UltraFork)

念力集中到右手發出光彈。像棒球中的投球一樣扔出去。類似分指扣球的投球法一樣在敵人的跟前忽然把道路變為斜下。對用堅固的雙手剪子防禦的希爾頓隆使用，第一發投球是障眼法，使之進行防禦，第二發直接攻擊其腹部的弱點將其擊敗(使用的是曲線球)。只有TV版第5話使用過這招。光彈溫度達25萬度。

奧特屏障(ウルトラバリア/UltraBarrier)

三形態的共同能力。製作光牆抵禦敵人的攻擊。TV版第7話抵禦加比休反彈回來的光束切割(ビームスライサー/Beamslicer)小型四角的光牆沒有成功。也可做出反射敵人的光彈或其他不同種類攻擊的圓型屏障，也有將前進的敵人推回去的大型屏障。根據不同的狀況和形勢變化屏障的大小。

奧特斧頭踢(ウルトラかかと落とし/ULTRAAXKICK)

把腳高高抬起後用後腳跟砸踢向敵人。TV版第36集使用。破壞了超合成獸新蓋加雷德頭頂的破壞光彈發射器官。此招的踢擊力足夠粉碎直徑為120米的岩石

狂風揮舞(ハリケーンスウィング/HURRICANESWING)

抓住敵人的頭部，掄起後扔出，對奈奧達蘭比爾，德基薩多爾，希爾巴貢王等造成傷害。《薩伽奧特曼》中將想逃入地中的阿斯特隆投飛到空中，此招可將體重為10萬噸的怪獸拋向空中。

本作中形象:被新星勉用紅球的力量召喚出來，隻以閃亮型態作戰。人間體沒有登場(由曾扮演人間體的演員鶴野剛士配音)。

詳見詞條:戴拿·奧特曼折疊迪迦奧特曼

(替身演員:權藤俊輔CV:真地勇志)

身高:53米

體重:44000噸

飛行速度:10~25馬赫

奔跑速度:10馬赫

行走速度:10馬赫

水中速度:10馬赫

跳躍力:1400米

握力:10萬噸

人間體:真角大古阿姆伊(迪迦外傳)

變身:(A型)大古最常用的方法，大古手拿變身器，解開神光棒的力量變身成迪迦(B型)大古將神光棒舉在胸前，打開，一陣閃亮的光，神光棒就在大古身上形成了奧特曼的花紋與彩色計時器。詳見第5話(怪獸出沒的日子)、第13話(不做奴隸)阿姆伊:用手舉起神光棒變迪迦(迪迦外傳)

特征:身體可變換成紫、紅兩種顏色

身體顏色來源:紫色-希特拉紅色-達拉姆

擅長技能:

哉佩利敖光線

複合型的必殺技。迪迦使用最多的必殺技、通常作為迪迦奧特曼的代表技能。兩腕在前方交叉後，向左右展開聚集能量，再組合成L字型發射白色光線(劇場版對迪莫傑厄使用的為金色)。光線溫度高達58萬度，是三個形態主要必殺光線中最強的必殺技，迪迦多次為了使用這個技能而變回復合形態。·

迪迦計時器閃光

胸前彩色計時器發出的閃光、破解了基蘭勃的分身術。

還有發展技計時器閃光特別版(タイマーフラッシュスペシャル/flashSpecial)通常用來對付害怕光的敵人、打倒了害怕光的阿勃巴斯、夢中實體化的巴克貢、第33話使用時被休拉諾斯的攻擊阻礙。

蘭帕爾特光彈

空中型的必殺技。雙臂在胸前交叉後左右伸展，並向上並攏，雙手在左腰放置聚集能量，從右臂從胸前水平伸出發射的具有高爆發力的光之箭攻擊敵人。在與法魯頓的戰鬥中省略了聚集能量的過程直接發射，光彈溫度達51萬度。

冷凍光線

從右手(丸迫奈扎一役中是從左手放出)向對方頭上發射冷凍光線並使之爆炸，落下的冷凍氣體快速將對手凍結的技能。對基裡艾洛德、丸迫奈扎、梅塔莫爾加使用過這招。

迪拉休姆光流

強力型的必殺技。雙臂從左右向上聚攏，在胸前積聚起高密度的超高熱光能量粒子向敵人發射出去，還有像在對伽佐特二世時，接住了對方發來的光彈後再投回去這樣的變形技。溫度高達87萬度，與M87光線威力持平。

閃光衝擊(フラッシングアタック/FlashAttack)

TV版第20話使用的技能、給予機械島重創。第22話與瑪格尼亞戰鬥時使用過此招的變形技、以光之能源製作出的光彈變出的閃光射擊(ブライトショット/Brightshot)發射。

雙掌射擊光束(ハンドシューター/Handshooter)

TV版第22話，雙腕交叉後向前方伸展放出的光線。飛行中2度使用，先是吹散馬格尼亞吐出的含電擊的霧，再度使用將瑪格尼亞打飛。

奧特熾熱粉碎(ウルトラヒートハッグ/UltraHeatHug)

將對手束縛的狀態下全身熾熱化，這樣的熱度使對手大爆炸的舍身的超必殺技。打敗過喬貝利艾，將齊傑拉的根燒盡

十字光線(クロスビーム/Crossbeam)

動作和初代奧特曼的斯卑修姆光線相同、將雙手擺作十字姿勢發出的青白色光彈狀的光線。

本作中形象:被新星勉用紅球的力量召喚出來，隻以複合型態作戰，人間體沒有登場。

詳見詞條:迪迦·奧特曼折疊撒旦比佐摩

巨大異形獸撒旦比佐摩原是《蓋亞奧特曼》TV版第42話《我夢VS我夢》中登場的怪獸，在本劇場版中被鹿島田浩無意中召喚出來。但能量不足的蓋亞依然在很短時間內就用光子冰刀將它消滅。折疊歐布猛斯王

初期的歐布猛斯王，力量和攻擊力都不如蓋亞。但是強化的歐布猛斯王是難以招架的，攻擊力極強，能輕易打破蓋亞的防護罩，而自己又能發出防護罩輕松擋過了蓋亞的光子冰刀，其能量不可估摸！！！它水，陸，空具備。水性分化的斯休拉讓迪迦動彈不得;空性的分化巴吉利斯也不甘示弱，不僅在空中連擊戴拿頭部，還用光彈打得戴拿措手不及;晚期，隨著斯休拉和巴吉利斯被消滅，歐布猛斯王元氣大傷，力量大減。最終被蓋亞的光子流線，倒地爆炸而亡。

刀刺:歐布猛斯王腹部兩旁布滿著尖銳的刀刺，通常用與近戰，是強有力的武器。蓋亞因此被刺傷過。

紅色波流:歐布猛斯王最常用的攻擊武器，也是歐布猛斯王的絕技，有著極強的摧毀性，能打破蓋亞的防護罩;對與建築物來說，只要被紅色掃蕩一下，就會灰飛煙滅。歐布猛斯王

斯休拉是從歐布猛斯王的腹部分化出來的水性超獸，首先和蓋亞奧特曼進行了正面衝擊，蓋亞奧特曼因沒擋住斯休拉的衝擊而受了重創。

斯休拉在《超時空大決戰》中主要對手是迪迦奧特曼，斯休拉敗給了迪迦，最終被迪迦的哉佩利敖光線消滅。斯休拉

巴吉利斯是歐布猛斯王的空性分化超獸，在《超時空大決戰》主要對手是戴拿·奧特曼。

巴吉利斯在地球與蓋亞奧特曼交過手， 它以迅雷不及掩耳的速度重擊了蓋亞，導致蓋亞顯示巴吉利斯紅色指示燈。

巴吉利斯在地球陸地上，力克戴拿;在地球外上空大戰戴拿，曾經用利刃、光彈擊中過戴拿的頭部，飛行速度遠快於戴拿。最後被戴拿的索爾金特光線擊中，全身起火，衝入地球大氣層時被炸得粉碎。

高山我夢-吉岡毅志

新星學習-濱田嶽

七瀬莉薩-斉藤麻衣

平間優-入野自由

鹿島田浩-佐藤雄

小杉亙-杉佑紀

中原耕平-瀧本啟人

老師-純名裡沙(友情出演)

警察隊隊長-孟加拉

校園的警察薩姆-下巴

倉庫的警察-阿部能丸

同學-鈴木隼人，下村洋平，今井翔

戰士的孩子-宮下英樹，中野鐮刀博，熊市真也

千葉辰巳-平泉成

佐佐木敦子-橋本愛

ジョ嘖嘖·利蘭-瑪麗亞

玩具店的老板-田代まさし(特別出演)

學習的母親-かとうzuko(友情出演)

石室章雄-渡邊裕之

機動隊員:權藤俊輔

サタンビゾー-郷裡大輔

紅球-山口娜娜PAL-渡邊和彥

迪迦奧特曼-真地勇志[5]

帝拿奧特曼-鶴野剛士

奧特曼蓋亞-長谷川惠司

迪迦奧特曼-權藤俊輔

帝拿奧特曼-伊藤慎

サタンビゾー/金蒙斯-岡野弘之

バジリス-北岡久貴

雙曲面拉-外島孝一

監督，特技監督-中小和哉

腳本-長谷川圭一

音樂-佐橋俊彥