女だけの惑星・オーパに暮らす天才少女・ミュラが製作した男性型アンドロイドに、意識を同調させた地球の少年・柵原俊（やなはら・シュン）の活躍を描いたＳＦアクション。地球から８万光年隔てた惑星・オーパの天才科学者・ミュラは、時間と次元を超える望遠鏡“超次元鏡”で地球を見出し、サッカーが上手い高校一年生・柵原俊に一目惚れする。そしてミュラは、俊とそっくりな男性型アンドロイドを作りあげるのだが……!?

国家反逆罪で治安局に追われるミュラとシンクロイドの柵原俊（やなはら・シュン）は、逃げ込んだハーレム地区でレジスタンスのリーダー・グロアから、仲間にならないかと誘われる。そしてそれを拒絶したシュンだったが、グロアに気に入られて旧研究所への道案内をしてもらえる事になる。しかしその途中、レジスタンスの賞金首を狙うドラグーンのボス・クラーズに、グロアの子供・ニコルが人質に取られて……!?

グロアの遺志を継いでレジスタンスになった柵原俊（やなはら・シュン）とミュラは、ニコルの手術後にドラグーンのクラーズ達とはち合わせになるが、シュンのパワーでその場を逃げきる。しかしその後、待ち伏せするドラグーンのキムと対決したシュンは、キムを倒して武器とバイクを奪うが、政府の殺人部隊・ＣＲＳの装甲車と対峙する。そしてミュラ達とキムをバイクに乗せたシュンは、装甲車に正面から突っ込んでいき……!?

戦闘バギーでローデリアへ乗り込んだ柵原俊（やなはら・シュン）とミュラ達は、重機動パトロール艇に砲撃されてピンチに陥った時、ルマのテレポート能力によって助けられる。しかしその後、アンドロイドだと判明したルマは、能力限界を超えて人工脳がズタズタになり修復不可能になってしまう。そして仲間であるルマをどうしても救いたいミュラ達は、ルマに適した人工脳があると思われるオーパ科学局へ潜入して……!?

オーパ人とバウフェークが同じ仲間だという柵原俊（やなはら・シュン）の仮説に、それはミュラの母親・ソニアの説と同じだと語るフェペリン博士は、オーパの歴史を遡って女性だけになった経緯を打ち明ける。そしてシュンから、ハーレムで生まれた男の子・ニコルの存在を知らされたフェペリン博士は、革命成功への光が見えたと勢いづく。しかしその時、ハーレム地区で大暴動が起こっているという知らせが入り……!?

中央官制コンピュータ（モーグ）を掌握したミュラ達は、ハーレム地区からモーグを通してローデリア市民にメッセージを送り、ニコルの映像を見せて市民達の心を揺り動かす。一方、流れ込む海水によって水没するハーレム地区の下層から避難していた住民達は、ＣＲＳの超電導性ガス攻撃で大量虐殺されてしまう。そしてそれを知った柵原俊（やなはら・シュン）とルマは、住民達を救出するために現場へ急行するのだが……!?

革命を指揮するようにモーグへ命じたミュラは、モーグの暴走で市民同士が殺し合うローデリアの映像を見せられてショックを受ける。その後、ゲリラのアデラとドラグーンのガゼルに救出されたミュラは、モーグの暴走を止めるべく一刻も早くコンタクトを取ろうと行動する。一方、ローデリアの“外”に迷い込んだ柵原俊（やなはら・シュン）とルマは、大量のバウフェークに襲われて……!?

モーグが信用できない柵原俊（やなはら・シュン）は、モーグを昔のコンピュータシステムにするようにミュラへ依頼する。その後、監視係が全員殺害され、捕虜の脱走を知ったシュンは、脱走をくいとめるべく逃げ道を破壊していく。一方、モーグの中に入ったミュラは、モーグの攻撃でスピカが犠牲になってしまうが、モーグを壊す事に成功する。しかしモーグに頼っていたローデリアは、管理局政府軍との戦闘で敗北してしまい……!?

管理局が隠していた“真実”を知ったパイクは、ＣＲＳ隊長・マグナを殺害して反乱軍につく。一方、ＰＩＣＳ所長を脅してＥゾーンへ向かった柵原俊（やなはら・シュン）達は、シタブリアによって亜空間に閉じ込められてしまう。その時、外に出るために念を集中したシュン達は、重傷のバウフェーク・バックを奇跡的に呼び寄せる。そして最後の力を振りしぼったバックは、シュン達をシタブリアのところへテレポートさせて……!?「ラブ・シンクロイド」、ついに完結。