Mentre sta studiando le peculiarità dei misteriosi Raggi Getter per usarli come fonte di energia, il Professor Saotome si rende conto che la Terra è in gravissimo pericolo. Il popolo-rettile del Regno dei Dinosauri, rimasto in ibernazione sin dal Mesozoico, si sta risvegliando e si prepara e riconquistare il pianeta che un tempo comandava col pugno di ferro. Saotome quindi costruisce un robot alto circa 37 metri, il Getter Robot, e si mette alla ricerca di tre piloti in grado di utilizzarne a pieno le 3 diverse configurazioni. Alla fine sono scelti Ryo (Ryoma) Nagare, Hayato Jin e Musashi Tomoe e, con loro alla guida, il Getter Robot darà molto filo da torcere al Regno dei Dinosauri ed ai suoi terribili dinosauri-robot, i Mecha Saurus.

Nella seconda serie, la storie inizia esattamente dove finiva Getter Robot, dopo l'eroico sacrificio di Musashi Tomoe per sconfiggere l'Impero dei Dinosauri. La pace per i nostri eroi, però, è di breve durata, in quanto subito si affaccia un nuovo nemico, l'Impero dei 100 Oni, Viene quindi reclutato il burbero Benkei Kuruma e la lotta ricomincia.

Getter Robot è il capostipite dei robot trasformabili, con più piloti che guidano più veicoli in grado di combinarsi in un unico robot Il successo della serie è stato tale da generare numerosi seguiti (Getter Robot G, Getter Robot Go, Shin Getter Robot) e remake (Getter Robot - The Last Day, Neo Getter Robot, Getter Robot re:model) e ha fornito lo spunto per molte altre serie su robot componibili (tra cui Vultus 5 e Voltron).
Dell'anime esistono anche vari adattamenti a fumetti, tra cui il più famoso e il più importante, quello ad opera di Go Nagai alla sceneggiatura e Ken Ishikawa ai disegni. Questo manga è in larga parte differente dalla serie televisiva, benché ne mantega inalterati i presupposti.