En Mazinger Z se cuenta la historia de dos arqueólogos que encontraron los restos de una civilización antigua que era capaz de construir robots gigantes, uno de los arqueólogos cree que construyendo robots como esos podría gobernar al mundo. El otro llamado Dr. Kabuto no está de acuerdo y se convierte en enemigo de su ex-colega, el Dr. Hell (dr. Infierno).

El Dr. infierno no estaba dispuesto a que alguien se le opusiera, por lo que mandó a matar al Dr. Kabuto, lo que Dr.Hell no sabía es que antes de morir el Dr. le enseñó a su nieto Koji Kabuto el robot que construyó en la clandestinidad para enfrentar al Dr. Hell, el robot llamado Mazinger estaba construido de la formidable aleación Z. Al morir el dr. Kabuto, Koji se convirtió en el inexperto piloto de Mazinger. Tuvo que aprender a manejar el robot, esto lo hizo con la ayuda del asistente de su abuelo, el Dr. Yomi que también había construido un "mecha",ese se llamaba AFRODITA A, y era pilotado por su hija Sayaka Yomi.
Juntos AFODITA A y MAZINGER Z destruyeron uno tras otro los robots del Dr. Hell, quien era asistido entre otros por el Barón Ashler, el conde decapitado, el Bisconde Pigmeo y tenía un ejército de hombres con máscara de hierro.

Durante la serie se perfecciona a Mazinger, destruyen a Afrodita A, construyen a Diana, construyen el Boss Robot y uno tras otro son derrotados los secuaces del Dr. Hell.
Hasta el penúltimo capítulo en que finalmente MAZINGER Z mata al doctor Hell. Lamentablemente eso no sería todo por que un secuás de este que tenía cuerpo de tigre, el Duque Gordon, se une a otro maléfico líder. En el último capítulo el nuevo personaje envía dos robots muy poderosos para destruir a Mazinger... y lo logran, pero en ese momento aparece el papá de Koji (que siempre se creyó muerto) enviando al ataque a su creación Gran Mazinger (un robot más moderno y poderoso) que no tiene problemas en acabar con los monstruos mecánicos.