Ultraman Ace เป็นเรื่องราวของการต่อสู้ระหว่างมนุษย์กับภัยคุกคามจากต่างดาว โดยมีศูนย์กลางอยู่ที่องค์กร TAC (Terrible-Monster Attacking Crew) ซึ่งทำหน้าที่ปกป้องโลกจากสัตว์ประหลาดที่ถูกส่งมาโดยเผ่าพันธุ์ต่างมิติที่เรียกว่า Yapool เนื้อเรื่องเริ่มต้นเมื่อโลกถูกโจมตีอย่างหนักโดยสัตว์ประหลาด “โชจู” (สัตว์ประหลาดผสม) ทำให้เด็กหนุ่มชื่อ Seiji Hokuto และหญิงสาว Yuko Minami เสียชีวิตจากการช่วยเหลือผู้อื่น แต่ทั้งคู่ได้รับการชุบชีวิตโดยอุลตร้าแมนจากดาว M78 และกลายเป็นร่างรวมของฮีโร่ที่ชื่อว่า “Ultraman Ace” ซึ่งต้องใช้พลังของทั้งสองคนในการแปลงร่างร่วมกัน หลังจากนั้น ทั้งสองเข้าร่วม TAC และต่อสู้กับสัตว์ประหลาดของ Yapool อย่างต่อเนื่อง โดยจุดเด่นของเรื่องคือศัตรูมีความโหดร้ายและซับซ้อนมากขึ้นกว่าภาคก่อน ๆ รวมถึงมีการทดลองทางชีวภาพและการรวมร่างสัตว์ประหลาดที่ทำให้การต่อสู้ยากขึ้น ในช่วงหลังของเรื่อง ยูโกะถูกเรียกตัวกลับไปยังดวงจันทร์ ทำให้โฮคุโตะต้องสู้เพียงลำพังในฐานะ Ultraman Ace แต่ยังคงปกป้องโลกต่อไปจนสามารถเอาชนะ Yapool ได้ในที่สุด