ガミラスの侵略を退けてから1年後の西暦2201年、白色彗星帝国が宇宙の各惑星にその侵略の手を伸ばしていた。
地球は復興をほぼ終え、都市は活気づき平和に満ちていた。古代進も護衛艦艦長として輸送補給船団に同行していたが、偶然、発信源不明のメッセージを受信する。そのメッセージは、救いを求めるような女性の声であった。かつてのヤマト乗組員たちは、危機の正体を突き止めるためにヤマトを発進させる。
テレザート星に到着した古代たちは、メッセージの発信者であったテレサを救出する。テレサは、白色彗星帝国が宇宙の星々を次々と侵略しており、次に狙っているのが地球であることを告げる。
白色彗星帝国は地球に迫り、最新鋭戦艦アンドロメダを旗艦とした地球艦隊を全滅させる。ヤマトは白色彗星の渦の中心核に波動砲を打ち込む。彗星は火の玉となって炎上するが、その中から巨大な要塞、都市帝国が出現する。
激しい戦闘の中で次々と乗組員たちが戦死していく。古代たちは都市帝国内部に侵入して動力炉を破壊する。しかし、その都市帝国の内部から超巨大戦艦が出現する。エネルギーも殆ど尽きているヤマトを嘲笑するズォーダー大帝に向かい、古代は徹底的に戦う事を告げる。
ある決意を固めた古代は、生き残った数少ない乗組員をヤマトから退艦させ、超巨大戦艦に向けヤマトを発進させる。そこにテレサが現われ、ヤマトとともに超巨大戦艦に向かう。ヤマトは、やがて一筋の閃光を残し、宇宙に消えた。
