崩壊したクリプトン帝国の生き残りたちが海洋圏で発見した半球の世界、アルゴ・シティで、スーパーマンの徒弟に当たる娘カーラ（Ｈ・スレイター）が美しく成長していた。彼女は彫刻家ザルター（Ｐ・オトゥール）が管理者の元から借りてきたオメガヘドロンをいじっていた。オメガヘドロンは、アルゴ・シティに生きるあらゆる生命を支える力を生み出しているのだ。しかし、そのオメガヘドロンを、カーラが、手離してしまい、それは無限の彼方へと飛び出してしまった。激しい罪の意識に襲われた彼女は、両親（Ｓ・ウォード、Ｍ・ファロー）の止めるのもぎかず、スペース・ビークルに飛び乗り、タイム・バリア（時間の壁）へ突入し、かくして、スーパーガールが誕生した。一方、オメガヘドロンは地球に到着し、地球を征服しようと考えている魔女セレナ（Ｆ・ダナウェイ）に拾われた。彼女は、同じく性悪な親友ビアンカ（Ｂ・ヴァッカロ）の協力のもと、このオメガヘドロンを使って、地球征服の夢実現をめざした。まもなく地球に到着したカーラは、まず、地球人を装って、ミッドヴェイル女学院に入学、クラーク・ケントのいとこのリンダ・リーと称して女学院に入学した。ルームメイトのルーシー（Ｍ・ティフィ）は、偶然にもケントの恋人ロイス・レインの妹で、すぐに彼女とは意気投合した。そのころ、セレナは、造園業を営むたくましい若者イーサン（Ｈ・ボクナー）に一目惚れしていた。彼の気を惹こうと考えたセレナは、最初に目にした女性に夢中になるという魔法の薬を作り、飲ませるが、ひょんなことから、セレナの計算が狂い、イーサンが初めて見た女性はリンダだった。イーサンは、たちまちリンダのとりこになってしまった。怒ったセレナは、リンダ抹殺を考えた。まずセレナはインビジブル・モンスターを放つが、リンダは数百万ボルトの電気エネルギーを吸収し、その力でモンスターを打ち倒した。次の対決は無人の遊園地で展開された。ここでも敗れたセレナは、最後の恐るべき戦いを挑んできた。イーサンをヤギに変え、4人の手下をミニチュアに縮小してリンダを平板な円盤に誘い込み、宇宙のかなたの地獄のファントムゾーンへ送り込んでしまったのだ。リンダがいなくなった今、ミッドヴェイルの町は完全にセレナの支配下におかれた。警察は彼女の意のままに動き、イーサンは魔力によってロボットのような愛人にされ、町の真中には巨大な城が建てられた。一方、ファントムゾーンに送られたリンダは、そこに送られていたザルターと共に脱出を企てた。クワンタム・ボルテックス（大竜巻圏）に入った二人は絶壁をよじ登った。もう一歩のところでセレナの放った火が、ザルターに当たり、彼はあえない最後を遂げる。リンダは地球を救うべくセレナの元へと飛び、熾烈な闘いを展開する。そして、リンダはセレナを倒し、やがてミッドヴェイルの町から巨大な城は姿を消し、人々は解放された。やがて彼女は、今度はアルゴ・シティの人々を救うため、オメガヘドロンを持って空の彼方へと飛び立ってゆくのだった。