La serie è ambientata nel primo decennio del XXI secolo.

Il professor Haran Sozo, una delle più grandi menti del genere umano, vive su Marte con la moglie e i due figli (Banjo e Ded).

Lavora da molti anni alla creazione di una nuova razza di cyborg con volontà propria chiamata "meganoide".

Quando finalmente il professore riesce a realizzare il suo progetto, i robot sfuggono al suo controllo ed occupano Marte uccidendo lo stesso scienziato, sua moglie ed il loro figlio più grande Ded.

Guidati dal loro sovrano Don Zauker e dal suo braccio destro Koros, i meganoidi si preparano a trasformare in schiavi-robot tutti gli abitanti della Terra per estendere il dominio meganoide nell'intero universo e creare un'unica razza perfetta.

Banjo, il figlio più piccolo del professor Haran Sozo, riesce a fuggire da Marte su un gigantesco missile spaziale su cui sono stati caricati il DAITARN 3, un potente robot trasformabile costruito anch'esso da suo padre, ed una immensa quantità di oro estratto dalle miniere del pianeta.

Giunto sulla Terra crea la sua residenza in una splendida villa sul mare sotto la quale installa, con l'aiuto di Garrison (il suo maggiordomo tuttofare), una base segreta ed un sofisticato sistema automatizzato per la manutenzione del suo robot.

Iniziano così le avventure del nostro eroe che, spinto dal suo odio verso i Meganoidi combatterà coraggiosamente per salvare gli abitanti della Terra dal loro orrendo destino e per distruggere il terribile sovrano meganoide Don Zaucker e la sua compagna Koros.

In diversi episodi si nota l'odio che Banjo prova per suo padre (creatore dei meganoidi) a cui Banjo, senza mai riuscire a perdonarlo, attribuisce la colpa della morte di sua madre e di suo fratello.

La storia assume qualche volta aspetti drammatici, ma il suo punto di forza è sicuramente l'insolita (ma riuscitissima) impronta comica che accompagna i personaggi (specialmente Banjo) in quasi tutti gli epiosodi.

Poiché il piano dell'opera era piuttosto libero, spesso gli autori si sono concessi delle licenze stilistiche assolutamente innovative per l'epoca, come acconsentire che a guidare il Daitarn 3 non fosse solo il protagonista o che i nemici attaccassero l'invincibile robot durante la fase della trasformazione. Ma queste sono solo alcune delle ragioni per le quali Daitarn 3 ha così energicamente attirato l'attenzione del pubblico ed è entrato a far parte del mito.