太空堡垒I号在舰长格罗弗的指挥下进行空间折叠，由于计算失误而带着整个麦克罗斯市一起跳跃至冥王星轨道。在回归地球的漫长航程中，人类与天顶星人之间的激烈交战不断发生，与此同时在堡垒内部也进行着一场场悲欢离合的故事。

　年轻的战斗机飞行员瑞克·卡特在血与火的洗礼中迅速成长，发生在他和歌星林明美以及太空堡垒指挥员之一丽莎·海斯之间的感情也在经历着一次又一次的考验。在一次意外被俘过程中，丽莎等战士得以与天顶星人直接接触，由此发现了天顶星人只为战斗生存的生存理念，也同时发现了对方对于人类情感的异常反应。

　太空堡垒开始寻求两个种族的共存之道。而天顶星首领多扎也对地球文明产生浓厚兴趣。潜入堡垒内部的天顶星间谍回到舰队后带回了地球人的生活方式以及林明美的歌。原本只知道作战的天顶星人逐渐接触到了地球人的生活和风俗，他们开始向往地球人的生活，拒绝再进行无休止的战争。当天顶星的女飞行员——米丽亚·帕丽诺和地球飞行员——麦克斯·斯特林相爱并结婚时，两种文明的交互终于碰撞出了火花。

　多扎得知这个消息后，大为震怒，决定毁灭地球，以防止天顶星人的继续叛变。2011年4月，天顶星帝国出动了全部的四百多万艘战舰，对地球表面进行了毁灭性打击，整个地表沦为一片焦土。幸存下来的太空堡垒勇士们和反叛的天顶星人联合起来，进行了顽强抵抗。天顶星主力舰队在林明美的歌声中灰飞烟灭，第一次宇宙大战结束。

　虽然天顶星人的进攻被击退了，但格罗弗深知，天顶星的主人机器人统治者还会再来，为了保卫地球不再受到侵犯，格罗弗决定建造太空堡垒II号，并建立一支强大的太空舰队，去外太空寻找外星人的来源地，彻底消除外星人对地球的威胁。与此同时，回到地球的幸存者们开始了漫长的重建。但天顶星人与人类的混居状态日久终于引发了部分天顶星不满者的暴乱。原天顶星军人凯龙乘机笼络不满者，重新发动对人类的进攻。在2014年1月的最后战役中，太空堡垒I号、II号和凯龙旗舰同归于尽。而在生死之际，瑞克也在两位红颜知己之间做出了最终抉择。

　2022年，瑞克·卡特和丽莎·海斯乘坐太空堡垒III号（SDF-3），率领远征军（Robotech Expeditionary Force）离开地球。这些先驱者中绝大部分再也没有踏上过地球的土地。人类向外太空移民的时代从此开始。