Il Grande Mazinga riprende ed evolve la tecnologia di Mazinga Z: corazzato con una nuova superlega (chiamata Nuova Zeta ), è molto più alto (circa  trenta metri) e ha le armi notevolmente migliorate: può  lanciare potentissime scariche elettriche e scagliare un boomerang che porta sul petto.  Inoltre vola da solo grazie a due ali retrattili che porta sulla schiena, mentre Mazinga Z doveva attendere l'invio del Jet Scrander, uno speciale modulo al quale agganciarsi.La storia del Grande Mazinga e' il proseguimento di Mazinga Z . La terra è sotto la minaccia dei Mikenei, un antico popolo mediterraneo che un cataclisma aveva costretto a rifugiarsi per millenni nelle viscere del pianeta, affidando la loro sopravvivenza a un sole artificiale. Un gruppo di ufficiali guidati dal Generale Nero,si impadronisce con la forza del regno e ne trasforma la popolazione in  mostri da combattimento. I Mikenei prima aiutano il Dottor Hell, impegnato nella sua lotta contro Mazinga Z, ma, preso atto della sconfitta dello scienziato, decidono di sferrare un attacco diretto alla terra. Distruggono Tokyo e altre metropoli mondiali e, in di due violenti scontri, danneggiano in modo gravissimo Mazinga Z, nuovamente intervenuto sul campo di battaglia. A questo punto, però, compare all'improvviso un nuovo robot di nome Grande Mazinga, fatto costruire segretamente da Kenzo Kabuto, che affronta con  energia i giganti mikenei e riesce ad abbatterli.

Da quel momento ha inizio una nuova guerra, e di conseguenza la seconda serie animata.La nuova base di difesa terrestre viene stabilita nella Fortezza della Scienza.Come in Mazinga Z, al Grande Mazinga viene affiancato un secondo robot di sembianze femminili, ma di minore potenza: si chiama Venus Ace ed è pilotato da Jun Hono, una ragazza.Ai due si aggiungono infine il Boss Robot, che dopo l'esperienza al fianco di Koji si sposta in un capannone a poche centinaia di metri dalla fortezza, e molto più avanti il Junior Robot, un automa costruito da Kenzo Kabuto per il figlio Shiro.