身体能力を向上させる強化外骨格ギアを身に着け、各個人の身体的な境界を超越したボクサーたちによる無階級格闘技メガロボクスが人気を博す近未来。超近代的な摩天楼が屹立する「認可地区」と、市民IDを持たない貧民が生きる「未認可地区」という2つのゾーンを抱えたとある都市では、白都コンツェルンの後継者白都ゆき子が旗振り役となり、メガロボクス世界王者を決定する一大イベントメガロニアが開催されようとしていた。

時を同じくして、非合法地下闘技場のメガロボクサーであるジャンクドッグは、強すぎるがゆえに相棒の南部贋作に八百長試合を強いられる鬱屈した日々を送っていた。しかしジャンクドッグは、ゆき子お抱えの最強メガロボクサー勇利と図らずも出会い、地下試合で敗北したことを契機に、メガロニアへの出場を決意。ジャンクドッグは市民IDにジョーという新しい名を手に入れ、借金で首が回らず腹を括った南部や、個人的な事情から協力を申し出た孤児のサチオを伴い、チーム番外地として勇利へのリベンジを果たすために動き出す。

本戦までの時間が限られる中、最短距離でトップに躍り出るべく、ジョーはギアを使わず生身で戦う"ギアレス"ジョーとしてマッチメイクを行い、不利な戦いを制することで注目を集める。南部と因縁浅からぬ仲の傷痍軍人アラガキや、ゆき子への復讐に燃える白都樹生といった上位ランカーとの激戦を制したジョーは、メガロニアの最後の一枠を手にする。本戦では、ヤクザの藤巻の指示で大規模な八百長試合を強いられるチーム番外地であったが、南部の決死の檄で覚醒したジョーにより八百長ははねのけられ、南部の視力と引き換えに遂にジョーは勇利との決勝の舞台にたどり着く。一方、これまでの激戦を目の当たりにしてジョーを認めた勇利は、ゆき子の反対を押し切って肉体と一体化していたギアを外し、手術の痛みに抗いながら決勝に臨む。両者は満身創痍になりながらも互いを認め合い、メガロボクス史上初の最終ラウンドまで死闘を演じるのであった。

試合から一年後、番外地ジム移転による祝賀会でジョーや勇利たちが和やかに交流する様子と、ジョーがメガロニアを制覇したという記録が示され、物語は幕を閉じる。

ジョーがメガロニアの初代チャンピオンになってから7年後。とある理由でかつての栄光や仲間を捨てたジョーは、名前をノマドと称し、地下闘技場を転戦する日々を送っていた。粗悪な薬の禁断症状と、今は亡き南部の幻覚に苛まれるジョーは、試合を通して移民のメガロボクサーチーフと出会う。