昭和50年代に、小中学生を中心に一世を風靡した大人気テレビアニメ「タイムボカンシリーズ」。シリーズの中でも不動の人気を誇る「ヤッターマン」が、「これを映画化するまでは死ねない！」と豪語する三池崇史監督の手によりまさかの実写映画化。主演に嵐の櫻井翔、福田沙紀、深田恭子を迎えた、誰もが楽しめるハイパーアドベンチャーだ。
カッコいいけど実はドジな三枚目のヒーロー・ヤッターマン１号をイキイキと演じている櫻井翔と、彼への恋心とジェラシーを隠そうとしないキュートなヤッターマン２号を演じる福田沙紀もオリジナルアニメから飛び出してきたかのよう。そして彼ら以上に魅力を炸裂させているのがドロンジョ役の深田恭子。胸元が強調されたゴージャスな衣装に身を包み、トレードマークのキセルをくゆらせる姿は、まさにアニメのドロンジョ様そのもの。「やっておしまい！」「このスカポンタン！」などの名セリフもハマっている。その上、ピンクとハートが散りばめられたドロンジョ様のプライベートルームをのぞき見ることができるなんて、贅沢すぎる！
ある日の渋山駅ハッチ公前。愛と正義のヒーロー・ヤッターマン１号（櫻井翔）とヤッターマン２号（福田沙紀）は、今日も激しい闘いに身を投じていた。バトルの相手は泥棒の神様を名乗るドクロベエ（声・滝口順平）の手下、ドロンジョ（深田恭子）・ボヤッキー（生瀬勝久）・トンズラー（ケンドーコバヤシ）のドロンボー一味。彼らは、４つすべてが揃うとどんな願いでも叶うという伝説の石・ドクロストーンを狙って渋山に現れたのだ。
なんとかドロンボー一味を撃退したヤッターマンの正体は、高田玩具店の一人息子・ガンちゃんと、幼馴染みのキュートガール・愛ちゃん。２人が出会った美少女・翔子（岡本杏里）は、なんとドクロストーンのかけらを手にしていた。それを発見し翔子に託したのは彼女の父親で考古学者の海江田博士（阿部サダヲ）。２つ目のドクロストーンを探すために“ナルウェーの森”に行ったきり、行方がわからなくなっているのだという。どうやら海江田博士はドクロベエに襲われたようだ。２人は翔子とともに完成したばかりのヤッターワンに乗り込み、３つ目のドクロストーンがあるというオジプトへ向かった。
一方、ドクロベエからドクロストーンがオジプトにあると知らされたドロンジョたちは、新たなメカを作るためにブライダルサロンで荒稼ぎをしていた。そしてできあがった最新メカ・バージンローダーに乗り大急ぎでオジプトへ向かうが、時既に遅し。ドクロストーンはヤッターマンの手の中に…。なんとかストーンを取り返そうとするバージンローダーと、守ろうとするヤッターワンは、死闘の末、２体そろって大破！ その衝撃で崩れ落ちそうになった遺跡から逃げ出そうとする中で、ガレキの下敷きになりそうになったドロンジョを救ったのは、なんとヤッターマン１号。しかもドサクサに紛れて２人はキスをしてしまったのだ！ とろけるような体験に、一瞬でヤッターマン１号と恋に落ちるドロンジョ。ヤッターマン１号ことガンちゃんも、愛ちゃんの手前なんでもないような顔をしているが、そのキスが忘れられずにいた。
それぞれのアジトに戻っても、心ここにあらず状態のガンちゃんとドロンジョ。ドロンジョにいたっては、泥棒稼業を廃業して普通のお嫁さんになることを夢見る始末。２人のフワフワとした様子に、愛ちゃんとボヤッキーはジェラシーを募らせていた。そんな中、ドクロベエが４つ目のドクロストーンを奪うようドロンジョに命令。ドクロベエの一喝で現実に引き戻されたドロンジョは、今度は回転寿司屋さんを開業してガッポガッポと大儲け。ボヤッキーの英知を結集したメカ・イカタゴサクを操って、南ハルプスに向かった。
同じ頃、世界ではおかしなことが起こり始めていた。お金や富士山など、昨日までそこにあったものが、突如として姿を消してしまったのだ。遂にはガンちゃんの相棒であるメカ・オモッチャマまで…。ヤッターマンの基地にドクロストーンが２つ揃ったことによって、時空が歪み始めているらしい。こんな力を持つストーンが４つ揃ってしまったら、世界が消えてしまってもおかしくない！ ガンちゃんはヤッターワンの跡継ぎ・ヤッターキングを発動させ、決戦の地・南ハルプスへ！
果たして南ハルプスで彼らを待ち受けているのは？ ドロンジョとヤッターマンの淡い恋の結末は？ そしてヤッターマンは、ドロンボー一味の手から世界を守ることができるのか？
