L'histoire a lieu dans un avenir proche dans une ville appelée Heartland. Tsukumo Yuma est un jeune dueliste qui s'efforce de devenir le champion du duel Monsters, bien qu'il soit amateur. Un jour, lors d'un duel avec une brute d'école, un esprit mystérieux appelé Astral apparaît devant Yuma, et l'aide à gagner. Astral explique alors à Yuma qu'il recherche ses souvenirs perdus, qui ont été transformés en 99 "Xyz Monster" cartes appelées "Nombres" et ont été dispersés à travers le monde. Les "Nombres" ont la capacité de posséder les duels qui les possèdent et de faire ressortir leurs désirs les plus sombres.

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