Yuma Tsukumo, un duelista amateur que sueña con ser Campeón de Duelos pese a su estilo temerario, desafía a Ryouga, el mayor problemático de su escuela, y ese duelo despierta a Astral, un espíritu sin memoria cuyo pasado quedó repartido por el mundo en misteriosas cartas "Number". Obligados a ayudarse, Yuma y Astral empiezan a cazarlas duelo tras duelo, dominando el Xyz Summon, un nuevo método que apila monstruos del mismo nivel, y cada partida se vuelve una pista sobre quién fue Astral.