อุลตร้าแมน Z เป็นเรื่องราวของอุลตร้าแมนหนุ่มนามว่า Z (เซ็ต) ที่เดินทางมายังโลกเพื่อต่อสู้กับเหล่าสัตว์ประหลาดและปกป้องมนุษยชาติ. Z ได้ร่วมมือกับหน่วย STORAGE และ ฮารุกิ นัตสึคาวะ นักบินหนุ่มของหน่วย เพื่อต่อสู้กับสัตว์ประหลาดที่มาจากอวกาศ. เรื่องราวเริ่มต้นเมื่อเศษซากของอุลตร้าแมนเบเรียล กระจายไปทั่วจักรวาลและเปลี่ยนสัตว์ประหลาดให้กลายเป็น Berserker. Z ได้รับภารกิจจากอุลตร้าแมนซีโร่ให้มายังโลกเพื่อตามล่าสัตว์ประหลาดที่ขโมยเหรียญอุลตร้าและ Z ไรเซอร์.