第1話『覚・醒』
ある日、目覚めた裕太は記憶喪失になっていた。鏡で自分の顔を見ても自分が何者か思い出せず混乱する。そこへ裕太を呼ぶ声が響き、導かれるまま声の方へ進んでいくと年季の入った古いパソコンが語りかけてきた。 そのジャンク品の画面が輝き、声の主が現れる。それはハイパーワールドから使命を帯びてやってきたハイパーエージェント、グリッドマン！
第2話『修・復』
怪獣に壊された街や昨夜の出来事はニュースにもなっておらず、裕太たち以外はまるでリセットされたような状況になっていた。放課後、謎を探るため再びグリッドマンの元へ訪れる裕太たち。使命を果たせと語りかけるグリッドマンの言葉を聞き、裕太たちは昨夜の出来事で何が変わったのかを調べ始めた。
第3話『敗・北』
憂鬱な雨の日、1時間目をサボった六花は公園で1人の少年と出会う。いくつか言葉を交わすが少年は何処かへ消えてしまう。その頃、裕太に怪獣の正体について話す内海は１つの恐れを指摘する。そこへ突然怪獣が現れる。グリッドマンに変身した裕太は、言葉を話すその怪獣を前にして動きを止めてしまう。
第4話『疑・心』
なみことはっすの軽はずみな行動がきっかけで、何故か男子大学生たちと遊ぶ約束を交わしてしまった六花とアカネ。それを知った裕太と内海は焦燥に駆り立てられ、六花たちを尾行する。年上の男たちに向けられる六花の笑顔に言い表せない想いを抱く裕太。一方で、グリッドマンにも感知出来ない怪獣が暗躍を始めていた。
第5話『挑・発』
校外学習で街の外へ向かう裕太たち。記憶喪失の裕太は初めてのことばかりで浮かれていた。山間の河原でクラスメイトたちとラフティングを楽しむ裕太に近づくアカネ。始めてアカネの意外な面を知る裕太。そして山に現れる最大級の怪獣。しかしジャンクショップまで戻らなければ、裕太はグリッドマンに合体出来ない。初の変身不能の事態となる。
第6話『接・触』
アカネの質問に違和感を覚えた裕太は、六花や内海に相談しようとするがタイミングが合わずに1人で抱え込んでしまった。そんな裕太の前に怪しげな少女が現れる。その少女と初めて出会った気がしない裕太は、自分の記憶に関わる人物ではないかと言葉を交わす。少女に連れ回される中で乗り込んだ電車で、裕太はこの街の真実に近づいていく。
第7話『策・略』
この街の真実を知った裕太は、内海や六花に話をするが2人とも相手にされなかった。そこでアカネにも話しかけようとするが裕太は戸惑ってしまう。何とかアカネと会話をしていくうちに裕太の疑問は確信に変わっていく。そしてアカネは裕太に驚きの提案をする。その最中、街では巨大なUFOが浮かんでいた。
第8話『対・立』
ツツジ台高校では数年ぶりに学園祭が催されることになり、各所で準備が進められていた。アレクシスに利用されていると考えた裕太たちはアカネに対して説得を試みる。しかし、アカネは最強の怪獣を見せつけ裕太たちに対して宣戦布告をする。
第9話『夢・想』
街に現れた怪獣は何もしないまま、ただ浮いていた。アカネは自身が思い描く世界を取り戻すために裕太たちの時間に干渉する。グリッドマンと断絶した裕太たちは最大の危機を迎える。
第10話『崩・壊』
アカネが学校を休んだまま怪獣の現れない平穏な日々が続いていた。アカネが作った最後の怪獣はあっけなくグリッドマンに倒され、不気味に立ち尽くす。行き場を失い街を彷徨うアカネ。同じ頃、アンチも自分の行き場を失っていた。
第11話『決・戦』
街は天井に覆われ、いつもと違う朝を迎えていた。 グリッドマンを失ったまま、街には大量の怪獣が発生し始める。アカネは静かに街を見下ろしていた。
第12話（最終回）『覚醒』
１つになった裕太とグリッドマンは真の姿へと覚醒する。そして全員の心を繋げ、最後の戦いに挑む。