Plusieurs dizaines d'années après la conclusion de Yu-Gi-Oh! GX, le jeu Duel de Monstres a changé ; les « Rinding Duels (Turbo Duels) » révolutionnant les duels dans 5D's. Ces duels sont joués dans des stades géants, et les duellistes font de la moto équipée pour les duels, appelés D-wheel (Duel Runners). Domino City a aussi changé sous la direction du chef des forces de sécurité, Rex Goodwin. De riches et puissantes personnes vivent dans ce qui est maintenant connue comme la Nouvelle Domino City, alors que les plus pauvres ont fui et vivent principalement dans les bas-fonds connus sous le nom de Satellite.

Saku Ooyagi est un garçon passionné par la lecture depuis longtemps. Il reviens vivre dans sa ville natale qu'il à quitté il y a de cela sept ans. Sa peur ? Revoir devant lui Mihoshi Akeno, son « amie d'enfance », qui lui en à fait voir de toute les couleurs. Manque de chance, il se retrouve dans le même lycée qu'elle et elle est déterminé à lui faire rejoindre le club d'astronomie…