ウルトラマンコスモスが初めて地球に来訪し、春野ムサシと出会ってから8年後の西暦2009年。怪獣達は保護区域に隔離され、人類と共存している。
ある日、宇宙から光る物体が飛来し、保護区域にいた怪獣リドリアスに憑依。リドリアスは禍々しい姿に変貌し、暴れだした。SRC宇宙開発センターのパイロット候補生となっていたムサシはリドリアスを助けようとして窮地に陥るが、ウルトラマンコスモスに助けられた。
リドリアスを救ったムサシはコスモスと一心同体となり、その勇敢な行為からムサシはSRCの特捜部隊・TEAM EYESに入隊。彼らは怪獣たちを保護しながら、「カオスヘッダー」と名付けられた敵と対峙していく。