第二次世界大戦時、無敵の軍隊を作ろうと目論むナチス・ドイツの下で、生物を鋼鉄のように強靭でしかも巨大化させる薬品「ビッグX」の開発を行っていた日本人の朝雲（あさぐも）博士とドイツ人のエンゲル博士は、「ビッグX」の軍事利用を恐れ、その秘密を守るために「ビッグX」の製法を記したカードを朝雲の息子のしげるの体内に埋込んだ。
両博士は射殺され、ビッグXの研究書類は全て焼き捨てられた。
20年後、朝雲博士の孫・昭は、「ビッグX」の製法を狙うエンゲル博士の孫のハンス・エンゲル率いる秘密結社「ナチス同盟」に襲撃され、父・しげるを殺されてしまう。
翌年、しげるの親友・花丸博士との協力で「ビッグX」を完成させた昭は、自ら「ビッグX」で巨大化してナチス同盟に立ち向かうのだった。