Na agitada e futurista cidade de Heartland, Yuuma Tsukumo sonha em ser o maior duelista — um objetivo comum entre os jovens da sua idade. Contudo, suas habilidades no duelo ainda estão longe desse ideal. Quando Riouga “Shark” Kamishiro, o valentão da escola, corta a chave que seu pai lhe deu ao meio, ele coloca Yuuma em rota de colisão com esse sonho. Com apenas metade da chave, Yuuma encara Shark em um duelo, mas rapidamente percebe que sua experiência ainda não basta. Em uma reviravolta inesperada, a chave se restaura e surge diante dele a “Porta do Destino”. Abrindo-a com a chave, Yuuma encontra Astral, um alienígena que apenas ele pode ver. O jovem confuso descobre que suas memórias foram fragmentadas em 100 “Cartões de Número” que ele precisa recuperar. Mas não é o único na busca por eles. Envolto nessas revelações, Yuuma e Astral devem proteger Heartland City das ameaças iminentes, sem depender de intervenções divinas.