《科学小飞侠》这部动画的原作是吉田龙夫（漫画家出身，后来投入动画制作而成立龙之子制作，已故），由鸟海尽三与陶山智负责企划。本片当初是以与巨大机械战斗的低年龄向动作片为起点，但在导入公害、科学、战争等现实中的严肃题材，与亲情及角色过去的戏剧性，这些非儿童导向的故事都博得好评，因而得以将预定的一年播映期延长，并成为龙之子制作的SF英雄动画类型经典代表作。
以沉默的出租车司机「小户川」为主角，故事围绕在他与各种性格古怪的乘客之间，最终将联系到一名高中少女失踪的真相。
小智（松本梨花 配音）带着皮卡丘（大谷育江 配音），和同伴们继续前行在冒险的旅途之中。路上，一行人遇见了带着神奇宝贝胡巴（钉宫理惠 配音）的少女麦亚丽（中川翔子 配音）。胡巴能够制造出神奇的时空圆环，带领大家在不同的地点来回穿梭。 地处沙漠腹地的城市迪赛鲁西坦到了，曾经，在这里发生过一场声势浩大的神奇宝贝战争，亦是因为这场战争，这里才成为了干涸少水的沙漠。在这里，麦亚丽和哥哥巴尔扎（藤原龙也 配音）汇合了，让大家没有想到的是，巴尔扎竟然得到了封印着可怕神奇怪手的瓶子。在误打误撞之中，封印被解开了，那个曾经终结过迪赛鲁西坦的可怕怪兽重见天日，而它的真实身份，竟然是超胡巴（山寺宏一 配音）。
怪盗基德的预告信出现在了北海道函馆，斧江财阀的收藏库中。这次基德将要盗走的是，江戸幕府时期新选组副长土方岁三的日本刀。向来追逐奢华宝石的怪盗基德，居然会看上刀？ 此时，被称作西部名侦探的服部平次和柯南一行人，也因为剑道大会来到了函馆，在基德执行预告的当日，平次看穿了基德的伪装并对其穷追不舍！ 同一时间，一具尸体在函馆仓库街被发现，尸体的胸口有一个十字伤口。搜查中，出现了一位被叫做“死之商人”的活跃于亚洲一带的美籍日裔军火商。这个人一直在寻找斧江家初代家主藏在函馆的宝藏。斧江家江戸幕府战争时代深耕军需产业，传说那宝藏是能扭转幕末纷争的强力武器，而这宝藏似乎和基德追逐欲盗取的刀有着千丝万缕的联系。在基德瞄准刀的同时，有一位剑士也在向基德逼近……
东城刃更（中村悠一 配音）是一名平凡的高中男生，一直以来和父亲过着相依为命的生活。某日，父亲突然跟他谈起了妹妹的话题，一向不按常理出牌的父亲的这一举动令刃更感到十分紧张。果不其然，父亲宣布了他再婚的消息，并且带回了两个可爱的女孩，她们现在便是刃更的妹妹了。拥有魔鬼身材，个性傲娇而又逞强的成濑澪（朝井彩加 配音），长着一张可爱脸庞却总是说出令人大跌眼镜的话语的成濑万理亚（福原香织 配音），就这样，刃更开始了和两位义妹住在同一屋檐下的生活，更要命的是，父亲竟然抛下三人独处，自己出差去了。令刃更没有想到的是，澪和万理亚的真实身份，竟然是新科魔王和梦魔，而刃更则在误打误撞之中成为了她们的主人。
