坂井知季（梶裕贵 配音）是一名初中二年级的学生，因为在童年时代偶然看到了富士谷要一（樱井孝宏 配音）精彩绝伦的跳水姿势而对这项运动产生了兴趣。进入中学后，知季加入了学校的跳水队，和他一起挥洒汗水的，有沉默寡言不善言辞的冲津飞沫（中村悠一 配音）、好胜心极强性格非常坦率的大广陵（逢坂良太 配音）和头脑冷静略微有些神经质的丸山礼次（内山昂辉 配音）。 一天，队里来了一位名叫麻木夏阳子（名冢佳织 配音）的新教练，她告诉队员么，如果跳水队无法得到参加奥运会的资格的话，就将面临解散的命运。
时间进入21世纪，科技高度发达，人类已经发明出可以自由穿梭时空的时光机。在时空条例的管辖下，人们尽量不去打扰古人的生活，以免引起历史改变。 21世纪某天，地球遭到极热和极冷光束的袭击。为了探究原因，日本时空管理局派出训练有素的“时代战士”前往恐龙横行的白垩纪调查。在那里，他们遇见了来自格雷萨行星的阿尔塔夏公主（村野奈々美 饰）及其随从机器人吉伊。从公主口中，他们得知邪恶的格得密斯星人四处侵略，为了追杀公主千里迢迢来到地球，更意图毁灭人类。为了保护白垩纪的恐龙和地球，时代战士与入侵者展开连番大战。其中，格乌（大西徹也 饰）化身的超级战士克塞更是格得密斯星人最强劲的对手。不断升级的正邪之战，在遥远的白垩纪展开……
在一个名叫企鹅村的所在，生活着一群脑筋秀逗但无比快乐的人，他们热衷做一些无厘头且看起来很傻的事，浑然不觉而乐此不疲。村中还生活这一个绝顶聪明的男人，名叫则卷千兵卫。某天，博士发明了名叫阿拉蕾的机器人，阿拉蕾天真无邪，力大无穷，时不时会把地球劈成两半，把企鹅村闹得天翻地覆。随着阿卡的到来，具有超强破坏力的组合更让博士胆战心惊，头疼不已。此外，傻瓜超人，外星大魔王也给企鹅村的各位带来别样的体验与乐趣。阿拉蕾，快乐的小女孩和她的朋友们为世人奉上了无限难忘的回忆。 本片根据漫画家鸟山明的同名原著改编。
这日柯南、小兰一行人来到米花市市政大厅，一场有关最新游戏“茧”的发布会正在这里召开。由于迥异于以往任何一款游戏的“茧”可能一举改变全球游戏业界的价值观，发布会吸引了代表日本上流社会的政治、财经、演艺界人士，50名游戏体验者也多是他们的后代，新一的父亲、推理小说大师工藤优作由于参与故事编写，也来到现场。这边热热闹闹，游戏的研发者兼负责人坚村却被杀于地下室。坚村死前留在键盘J、T、R上的血迹令柯南想到答案可能在游戏中，他利用优作的关系加入了体验者队伍，小兰、灰原哀等人也拿到了体验入场券。 50名体验者刚分别进入一个外型酷似蚕茧的“大型胶囊”，游戏即被自称“诺亚方舟”的人工智能控制，“诺亚方舟”称游戏将提供5个完全真实的历史场景，体验者可选择其中之一进入，被淘汰会进入休眠状态，若最后无人走到终点，他们的大脑组织皆会被摧毁，此举是为令日本社会重生。柯南一行及几个骄横无礼的上流社会公子哥进入的是19世纪伦敦的贝克街，那里杀人犯开膛手杰克正在兴风作浪，他身上正有柯南要找的答案！而优作也在现实中正对案件展开调查。
故事的发生地是在一座名为星元市的小城市。 在市内的狮子尾山上，耸立着一个闪耀着彩色光芒的巨大物体，这个被命名为“摩诺之角”的物体，实际上是16年前“怪兽之日”事件发生之后就矗立在那里的“怪兽的角”。 在世界各地同时出现怪兽的“怪兽之日”事件发生之后，怪兽灾害开始变得日常。日本的地球防卫队开始以武力对付怪兽的同时，怪兽防灾科学调查所（统称SKIP Scientific Kaiju Investigation and Prevention center）也为了防止怪兽灾害的发生和受灾情况扩大，不断对各地区进行科学调查和避难引导。这个组织时至今日，还在不停地调查“怪兽之日”出现的原因和城市中的“摩诺之角”。 年仅7岁的“优马”在狮子尾山与父母露营时，遭遇了怪兽袭击，他奇迹般地生还并毫发无伤。以此为契机，“优马”踏上了研究怪兽生物学的道路。虽然有着痛苦的过去，但优马没有失去梦想，他依靠“想象的力量”成长起来，作为新手调查员加入了“SKIP”，被分配到了星元市分所。 就在这时，星元市发生了大规模的怪兽灾害。“想要保护眼前这些穷途末路的人们!”这个强烈而直接的想法从心底涌出的瞬间，“优马”的脑海中出现了儿时见过的光之使者“卢提昂”在和他说话：“我就是你，你就是我... ... 释放你的想象力!” 出现在手中的神秘之光包裹住优马的身体，释放出的想象之力将光与人结合在一起，守护未来的光之巨人“亚刻奥特曼”变身! 优马以及亚刻奥特曼与重要的伙伴一起，追逐着永不停歇的梦想，从现在开始奔跑!
