《假面骑士×超级战队 超级英雄大战》讲述了假面骑士与超级战队两大英雄阵营因阴谋陷入对立的故事。原本守护地球和平的假面骑士Decade突然以邪恶组织"大修卡"首领的身份出现，率领怪人军团向超级战队宣战；与此同时，超级战队领袖豪快红也离奇成为敌对组织"大残虐"的统治者，指挥战斗员围攻假面骑士。双方干部在交战中不断提及神秘的"大机器计划"，暗示这场冲突背后隐藏着更大的阴谋。 　　面对突如其来的战争，假面骑士Fourze与特命战队Go-Busters决定穿越时空调查真相。他们登上能够穿越时间的Den-Liner列车，回到事件起源的过去。在时间旅行中，英雄们逐渐发现这场战争极可能是第三方势力精心设计的陷阱——来自宇宙的侵略者黑十字军正企图通过挑拨两大英雄组织自相残杀，从而实施毁灭地球的"大机器计划"。 　　随着调查深入，假面骑士与超级战队识破敌人阴谋，决定联手对抗真正的威胁。在激烈的最终决战中，数十位假面骑士与超过两百名超级战队成员组成史上最大规模的英雄联盟，共同对抗黑十字军的机械军团。影片以震撼的跨作品合体必杀技收尾，两大特摄系列标志性的英雄们齐心协力，用象征团结的力量粉碎了侵略者的野心，再次守护了地球和平。