Nous sommes en l'an 21XX. Tous les Mavericks ont été neutralisés grace aux efforts d'un scientifique reploide nommé Dr Doppler. Grace à son Neuro-Ordinateur, il a réussi à supprimer tout comportement anormal chez les reploides, ce qui les empechait de sombrer dans la folie. Beaucoup de reploides ont choisi en guise de remerciement de rester avec le docteur et de fonder tous ensemble "Doppler City", une parfaite utopie ou reploides et humains pourraient enfin vivre en paix.
Le temps passe, et le nombre de Maverick Hunters augmente, malgré la paix, et de nouveaux reploides se voient attribuer le grade A, tel Magma Dragoon et d'autres. Une nouvelle organisation de reploides nommée la Repliforce est née et prospère. Les scientifiques humains sont de plus en plus relegués au second plan et des scientifiques reploides tels que le Dr Doppler, Gate ou le Dr Isoc incarnent l'avenir.
Avec le Dr Doppler comme guide, le monde semblait entrer dans un nouvel age d'or. Mais apres quelques mois, tous les mavericks supposés neutralisés par le Neuro-Computer se mirent à apparaitre et à detruire. Au quartier general des Mavericks Hunters, toutes les sources de renseignements sont catégoriques : Le Dr Doppler est l'instigateur de l'invasion !
Les ordres sont clairs pour X et Zero de nouveau cote à cote : Detruire les Mavericks et amener le Dr Doppler devant la justice, mais apres quelques heures, un message d'urgence parvient du QG des Hunters aux deux heros de Classe A. Le QG est attaqué par les forces de Doppler. Une petite armada de vaisseaux et de robots fond sur le batiment et commence à tirer. Alors que tous les Mavericks Hunter rentrent d'urgence à la base, la bataille fait rage. Les rayons lasers fusent de partout et de loin, le champ de bataille a l'air d'un feu d'artifice. Un vaisseau est sur le point de porter un coup decisif quand deux silhouettes, l'une bleue, l'autre rouge, se retrouvent accrochées à l'engin. Un eclair vert, et l'ennemi s'ecrase au sol. X et Zero qui range son Z-Saber se retrouvent devant l'entrée. Zero ordonne à X de penetrer dans le QG tandis que lui, fera le ménage à l'exterieur.
X ne tarde pas à se frayer un chemin à coup de X-Buster ( rendu plus puissant suite à sa fusion avec le Z-Buster ) et se retrouve devant un autre Maverick Hunter, Mac. Notre heros a tout juste le temps d'engager la discussion que son collegue lui envoie un rayon paralysant. Mac est desormais acquis à la cause de Doppler et a rejoint son armée.
X se fait alors capturer. Mais Zero penetre dans le QG et se lance à la poursuite du traitre. Le reploide rouge se fraie un passage en massacrant tous les robots ennemis grace à une
mortelle combinaison de son Z-Buster et du Z-Saber. Zero rattrape tres vite Mac et écrase ce dernier sans la moindre difficulté puis, libère X. Nos deux comparses se séparent à nouveau et X finit par tomber sur le gros des forces de Doppler : Un robot de la taille d'un immeuble ! Néanmoins, il en faut beaucoup plus pour impressioner un Maverick Hunter de Classe A, et une minute suffit à notre heros pour detruire le monstre. Le quartier general est sauf mais 8 Mavericks sont en liberté et obéissent aux ordres du Dr Doppler. Une nouvelle bataille s'engage.
X parvient apres de magnifiques duels a vaincre 2 des 8 Mavericks.
Quelque part dans un labo secret, le Dr Doppler contemple les exploits de X et reconnait le reploide dont la capture a echoué. Il ne comprend pas d'ou lui vient sa force. C'est alors qu'il fait appel à deux etres jusque la inconus : Bit et Byte. Deux nouveaux reploides, l'un d'apparence humanoide, masqué et équipé d'une armure dorée. L'autre, un geant dont la force physique semble evidente. Doppler leur ordonne de capturer X et de lui ramener vivant si possible. Apres le depart de ces etres innatendus, une voix desincarnée interpelle Doppler. Un mysterieux reploide se tient dans l'ombre, et rit du desir de Doppler d'avoir X "vivant". Le docteur ne supporte pas le ton familier du nouveau venu et lui ordonne de se taire si il ne veut pas retourner la ou il a été trouvé. L'ombre retrouve un comportement respectueux et remercie Doppler de l'avoir amelioré. Ayant une tache à accomplir, le mysterieux personnage disparait. Le Dr Doppler lui souhaite de réussir. Seul avec lui meme, Doppler se demande comment un simple Maverick Hunter isolé a pu battre son maitre "par deux fois", avant de contempler son Neuro-Ordinateur.
Le blue bomber part affronter le 3eme Maverick en se rendant sur son territoire. Sur place, il rencontre Bit qui se presente comme étant la pour le detruire. S'ensuite un combat acharné entre X et son charismatique ennemi qui refuse de ceder du terrain. Bit semble dominer mais au prix d'un courage incroyable, X fini par mettre Bit en serieuse difficulté au point que celui ci abandonnera, encore choqué par la force de son adversaire. Bit quitte les lieux en promettant qu'il aurai sa revanche.
La lutte reprend et les Mavericks sont vaincus les uns apres les autres. Ce n'est que lorsqu'ils se retrouvent reduits à 3 que Byte entre en scene. Le colosse se presente à X et tres vite, le Hunter est depassé par la formidable force physique de son adversaire. Celui ci emploi des aimants pour empecher à X de s'accrocher aux murs et à chaque coups de poings, notre heros se retrouve ejecté à plus de 10 metres. Le combat semble perdu quand X a l'idée d'employer les armes des mavericks vaincus contre Byte. Il se trouve alors que les missilles de forage se revele d'une redoutable efficacité. La situation est diametralement inversée et Byte est totalement impuissant devant la nouvelle strategie du blue bomber. Le jeu est trop inégal, et apres avoir crié son incomprehension de voir un si grand pouvoir generé par une ancienne machine, Byte explose puis disparait definitivement.
X, apres avoir detruit un nouveau Maverick, decouvre un passage secret qui le mene dans une usine tombant en ruine. Sur place, le mysterieux reploide qui parlait dans l'ombre au Dr Doppler se revele. Il s'agit de Vile ! Et comble d'horreur, le puissant Maverick à l'origine de la mort de Zero autrefois a été amelioré ainsi que son robot de combat de classe Gamma. X n'en revient pas et Vile profite de ce moment pour attaquer. Fort de sa recente experience contre Byte, X ne tarde pas à se debarasser du robot de combat Gamma et engage le duel avec son vieil ennemi. La lutte est apre, et d'une violence rare. Mais cette fois ci, Vile est anéanti sans qu'une perte alliée ne soit à deplorer. Le bras droit de Sigma est vaincu et X a chassé ses vieux demons.
Apres avoir detruit les 8 Mavericks, X et Zero se rendent au laboratoire du Dr Cain. Celui ci leur explique qu'il a pu analyser la memoire de certains Mavericks vaincus. Ces données lui ont revelé que le Dr Doppler a l'intention de créer un tout nouveau type d'armure de combat. Etant donné qu'il ne semble pas capable de s'en servir pour lui meme, il compte sans aucun doute l'utiliser pour quelqu'un d'autre. X suggère la possibilité d'un retour de Sigma. Zero n'est pas convaincu mais fini par se ranger de l'avis de son ami. Quoi qu'il en soit, le laboratoire secret du Dr Doppler a enfin été decouvert. Les Maverick Hunters de Classe A partent pour leur ultime mission. Ils se separent et attaquent sur deux front le labo.
De son coté, X rencontre à nouveau Bit qui se transforme en une monstrueuse machine de guerre armée d'un sabre bien plus puissant que le Z-Saber. Et c'est ainsi, au prix de titanesques combats que X finit par se retrouver face à l'instigateur de cette nouvelle bataille, le Dr Doppler. Celui ci a observé notre heros de tres pres et lui propose de le rejoindre dans une nouvelle utopie ou les reploides regneraient sous l'oeil omniscient de Sigma, le maitre supreme de tous les reploides. Bien evidemment, X refuse et Doppler l'attaque en lui annoncant qu'il fera partie integrante du corps reconstruit de Sigma.
Megaman réussi à vaincre le Dr Doppler. Celui semble reprendre ses esprits et revele au Maverick Hunter que la véritable forme de Sigma est celle d'un virus informatique. Le scientifique reploide a été contaminé par le virus Sigma et lui a construit un nouveau corps. Celui ci est entreposé dans le hangar situé dans les bas fonds du labo et X part le detruire.
Zero pendant ce temps s'occupe de detruire le generateur principal du labo. Helas une vision de cauchemar s'offre à X : Sigma en personne et super-equipé, l'attends au bout du chemin. Le combat dure ce qui semble etre une eternité et c'est à bout de force que X vient à bout de son plus terrible ennemi. Mais meme detruit, Sigma ne s'avoue pas vaincu.
Il revient sous sa forme de virus pour contaminer notre heros mais Zero arrive à ce moment precis et d'un coup de Z-Saber fusionné avec un anti-virus programmé par Doppler, elimine Sigma.
Les plans de Sigma ont été contreccarés et X er Zero contemplent la destruction du laboratoire de Doppler depuis le bord d'une falaise. Malgré la victoire, plusieurs questions occupent l'esprit de X. Pourquoi les humains doivent se battre contre les reploides? Pourquoi les reploides doivent ils se battre entre eux? Pourquoi tous ces combats inutiles? Le reploide se demande ce que le destin lui prepare. Tout ce qu'il espere, c'est qu'un jour, les plans qu'avait le Dr Light pour lui, lui seront revelés.
Bien qu'il l'ignore, le destin a deja decidé de son avenir :
Pour sauver l'humanité, X devra affronter et detruire Zero. Mais seul le temps nous dira quand et pourquoi.....