故事发生在2023年的中国，十五年前巨大不明生物体Maryway伪装成陨石袭击地球，奥特曼与米利尼安两位战士截击Maryway失败，怪兽坠落到日本海，地轴偏斜，引起巨大海啸，湮没日本岛及中国大陆部分沿海城市，地球气象剧变，十五年间超过1/3陆地沙漠化。而米利尼安则坠落到了甘肃敦煌月牙泉的沙漠，躯体被黄沙掩埋。15年后，地球军方受到神秘组织S指引成立BASE，果然新的巨型生命体再次来袭，当年坠落地球的米利尼安将自己附身于一个叫李千禧的年轻人身上，善良的李千禧是兰州游乐场的一名员工，但他并不知道自己体内存在米利尼安。当游乐场被怪物袭击的时候，危急之下引发了李千禧的变身能力，巨大的奥特曼出现在怪物和人类面前。不知情的人类以为奥特曼是另外一个怪物，绝望逃生中发现奥特曼是在帮助人类。奥特曼和怪兽，以及另一位黑色的奥特曼的战斗随即展开……