故事发生于《机动战士高达0079》中的“一年战争”终结后的七年。由于部分吉恩公国军事势力继续在各地与地球联邦军发生军事冲突，地球联邦军内部的暴力激进派组成了军事警察组织--提坦斯。提坦斯对宇宙住民采取强硬的血腥镇压手段，地球联邦内部形成反对势力--奥古。故事的开始于宇宙世纪0087年，前半部分主要围绕奥古和提坦斯两派的对抗，中间部分吉恩残余势力AXIS登场，在奥古、提坦斯两派间角力周旋，展开三方混战。
宇宙世纪0087年，地球圈陷入了极度的战乱时代。在这场联邦军菁英组织“迪坦斯”与反地球联邦组织“幽谷”之内战进行的同时，幽谷改由克瓦特罗（夏亚）全权指挥，“从木星回来的男人”希罗克企图将迪坦斯纳为己有，而吉翁军残存势力“阿克西斯”的指导者哈曼．坎恩则誓言复兴“萨比家”。这三股势力为了争夺地球圈的霸权，在复杂的政治与军事策略之情势中，作战舞台移至被改造为巨大雷射炮的宇宙殖民地“格里布斯2”，进入最终的局面。 人们的爱情与憎恨在战场上互相交错，蕾柯亚离开了幽谷，加入迪坦斯的希罗克阵营；少女莎拉虽然非常喜爱希罗克，但她也渐渐对幽谷的卡密儿等人产生兴趣。众人各自怀着不同的想法，而Z钢弹也在这样的氛围中朝着混乱的战场飞去。 后来卡密儿终于知道，Z钢弹所拥有的力量究竟是为了打倒谁而存在。在这场漫长的战争中，卡密儿最后会有什么样的命运呢？
