夏休みに自然学校に参加した少年少女15人は、海岸沿いの洞窟でココペリ(CV: 東地宏樹)と名乗る謎の男に出会う。子供達は「自分の作ったゲームをしないか」とココペリに誘われる。ゲームの内容は、「子供達が無敵の巨大ロボットを操縦し、地球を襲う巨大な敵を倒して地球を守る」というもの。兄のウシロ(CV: 皆川純子)に止められたカナ(CV: 阿澄佳奈)を除く14人は、ただのコンピュータゲームだと思い、ココペリと契約を結ぶ。その晩、黒い巨大なロボットと敵が出現する。ロボットの中のコックピットに転送された子供達15人の前には、ココペリと、コエムシ(CV: 石田彰)と名乗る口の悪いマスコットが待っていた。これが黒いロボット・ジアースの最初の戦いであった。戦闘を重ねるにつれ、子供達はゲームの真の意味を目の当たりにすることになる。
戦いを終えたココペリは姿を消し、コエムシをアドバイザーとして子供達の戦いが始まった。1人目のパイロットに選ばれた少年は、戦闘終了直後にウシロの手により海へ転落して、不慮の死を遂げたように思われた。2人目の少年が戦闘直後に突然死した際、コエムシはようやく子供達にゲームのルールを明かす。ジアースの動力源は操縦者の命であり、世界を守って死ぬか、敵に敗北して全人類と共に死ぬかという2つの選択肢しかないのだ。戦闘終了後に選ばれる次の操縦者は、次の敵が現われるまでの間、自分自身の死と向き合う事になった。
家族を守る為に戦う少年、人目を気にする生き方を見直して運命を自分で背負ってゆく事を決意した少女、復讐を果たそうとする少女、死を受け入れられずに取り乱す少年。
事態を把握した日本政府は子供達を国防軍の管理下に置き、軍の装備で敵を倒そうとするが一蹴されてしまう。次々に失われてゆく子供達。また、子供達の死に伴いジアースの顔にある光点の数の減っていくことが発覚し、それによりカナの他にも未契約者がいる事が示唆される。やがて敵の正体は、自分達と全く同じ条件の平行世界の人間達である事が明かされる。分岐してゆく世界を淘汰するために、それぞれの地球にロボットとコエムシが送り込まれていたのだ。子供達の悩みは、より深まってゆく。
ジアースの情報がマスコミに漏れ始め、子供達は地球の英雄となるが、同時に戦闘の被災者からの大きな恨みを買う事にもなる。しかし一部のパイロットが公表され、その戦いぶりが報道される中で、被災者を含む人々にもパイロット達を支持する声が増え、共に命を賭けて戦う者も現われる。戦闘回数は残り僅かになるが、敵の戦い方にも予想外のものが多くなり、苦しい戦いが続く。
残り3戦となり、生き残っていたウシロ・カナ・マチ(CV: 三瓶由布子)の3人の内、未契約者はマチであった。彼女は別の地球から来たコエムシの妹だった。
ウシロは養子であり、カナとは実の兄妹ではなかった。契約者の不足を補う為に契約を結んでいた国防軍の田中一尉こそが、ウシロの実母であった。
(以降漫画版あらすじ)契約者となった大人達が戦闘支援のために命を落とした後、マチとウシロ(契約したふりをしていただけで実際は契約していなかった)も契約を結び、残り2戦へと立ち向かう。