本剧剧情分为三部分依序为：帝骑完结编、双骑初始之夜、最后才为帝骑跟双骑联手打击怪人的电影大战2010。 其中，帝骑完结编的主笔编剧为米村正二，写作风格结构松散、逻辑跳脱；双骑初始之夜的主笔编剧为三条陆，写作风格结构严谨、逻辑井然。此剧前面两部分各为负责的脚本家所撰写，最后一部分再同时融合此两位不同风格的脚本家联合写剧本。

故事讲述的是帝骑穿越到各个假面骑士的世界去战斗的故事。空我、亚极陀、龙骑、555、剑、响鬼、甲斗王、电王、月骑、亚马逊、暗日、暗日生化体等假面骑士均会出现，这也是本剧的卖点之一。

男主门矢士失去了以前的记忆，在街头流浪的门矢士被女主光夏海发现，光夏海好心将门矢士收留在了爷爷的照相馆。门矢士整天都要出门拍照，似乎在寻找着什么。某日，门矢士和往常一样出门拍照，结果，原本平静的街头突然开始出现大量怪物，空间发生扭曲，街道发生爆炸。前来寻找门矢士的光夏海也被出现的怪物所盯上。世界似乎开始崩溃瓦解。

一年前，私家侦探鸣海庄吉和他的弟子左翔太郎从神秘组织中解救出了一位少年。在逃亡过程中，庄吉中枪倒下了，剩下的两人走投无路……2009年秋天，在每个角落都有风车转动的城市——风都，翔太郎继承庄吉的衣钵经营着侦探事务所。庄吉的女儿鸣海亚树子来到翔太郎和一年前得救的少年菲利普面前，让他们马上离开。在与翔太郎纠缠的时候，亚树子得知了风都有怪人“掺杂体”作乱，而她也渐渐地被牵扯进了守卫风都的战斗中……

照井龙与亚树子开始了婚后的甜蜜生活，但最近发生了连续杀人案件，紧急受命的龙参与到了案件的调查中。此时，刃野警官却遭到枪击伤重倒下了，而龙则莫名被当成了嫌疑人！深陷危机的龙不得不与掌握着案情关键线索的女惯偷——葛木葵一起躲避追捕，加速记忆体被夺走的龙也无法变身成假面骑士！不仅如此，因为亚树子得知了龙与别的女人一起逃亡而愤怒不已，龙还面临着离婚危机？！敌人不断袭来，龙能否冲破困境化险为夷呢？

遥远的古代，曾经被人们称作"恶魔"的三剑侠（アクマイザー）：撒旦、伊尔与盖拉经过数千年的沉睡，终于开始幽幽醒来。凭借着来自人类精神世界Under World的魔力相助，被历代假面骑士消灭的怪人们相继复活，协助三剑侠实现自太古时代便图谋称霸大地的野心。三剑侠的邪恶计划即将完成， Fourze、Meteor、Wizard、OOO等八名假面骑士史无前例团结在一起，与庞大的怪人军团展开殊死对决……

宇宙突如其来的陨石，财团X为了取得附在其表面的物质而派员采集，传说中的7人骑士分别在世界各地阻止他们的行动。核心硬币与天文装置，就是财团X接下来的目的。因陨石的冲击导致空间扭曲，制造出虫洞连接40年后的时代的未来（2051年）。使用未来核心硬币的假面骑士波塞冬因此来到40年前的现代的现在（2011年），战斗的欲望驱使他企图消灭此年代的假面骑士。

在消灭108名恶路程式的三个月后，泊进之介（假面骑士驰骑）与诗岛雾子因接受调查频发异常现象的命令，而来到“不可思议现象研究所”所在的大天空寺院与月村朱里及御成等人进行接触。 不过这时天空寺尊（假面骑士灵骑）为夺回被上级眼魔偷取的幽灵眼魂而战斗，但进之介因看不见眼魔而误会对方故意玩闹，后来加上诗岛刚（假面骑士冥骑）与深海诚（假面骑士魂骑），及进之介这时拿到冥骑驱动炎变身参战之下更混成一堆，此时朱里使用“不知火”让眼魔现身才打破这个乱局，四人继而合作将敌人击倒并夺回眼魂。

某一天，一颗陨石坠落地球，引发不可思议的时空扭曲。穿越时空隧道出现的，是来自40年后的未来假面骑士波塞冬（滨田贤二 饰）。与其它伙伴相比，这是一个好战求胜的战争狂，他发誓要打败所有现代的假面骑士。以此为契机，火野映司（渡部秀 饰）、后藤慎太郎（君岛麻耶 饰）和伊达明（岩永洋昭 饰）暂时告别普通人生活，挫败波塞冬的野心，并救回失踪良久的安库（三浦涼介 饰）。与此同时，邪恶组织财团X利用陨石带来的宇宙生命之种展开邪恶计划。为了保卫地球和宇宙，史上最强大的假面骑士部队集结于此…… 本片为假面骑士系列40周年纪念作品。

在火星发现的神秘箱子――“潘多拉魔盒”打开的瞬间，巨大的墙壁突然出现！故事由此开始。被称为“天空之墙”的墙壁把日本列岛分割为三部分，并由此诞生了各自的首都「东都」「西都」「北都」。 其中在“东都”有被称为Smash的未确认生命体出现并暗中把人类逼入绝境。挡在Smash面前而出现的，是一位青年，其腰上戴着腰带、 手上握着不可思议的瓶子 。「变身！」―― 青年天才物理学者变身为假面骑士Build，阻挡在Smash的面前！