La historia parte del final acontecido en Dragon Ball Z, una década después de la victoria de los guerreros Z sobre Majin Boo. Así, Dragon Ball GT inicia cuando Pilaf logra encontrar las «Dragon Balls Definitivas» y convierte a Son Gokū en un niño, tras pedir accidentalmente dicho deseo al dragón. Poco después, las Dragon Balls se esparcen por el universo entero y deben ser recolectadas en un plazo menor a un año o el planeta en donde se pidió el deseo, la Tierra, será destruido.

Gokū, Son Goten y Trunks deciden embarcarse y encontrarlas lo más pronto posible. Sin embargo, en el último instante antes de partir, Pan, nieta de Gokū e hija de Son Gohan, entra a la nave y logra ponerla en marcha, dejando fuera de la misión a Goten y emprendiendo de esta forma el gran viaje junto a su abuelo y Trunks.

Durante su recorrido deben pasar por diversos planetas. Finalmente, después de vencer a cada uno de sus oponentes y reunir las Dragon Balls, regresan a la Tierra, la cual se encuentra dominada por un resentido ser llamado Baby, personaje que desea exterminar a los saiyajin y reconstruir su pasado hogar, el planeta Tsufur, junto con sus extintos habitantes.

Un nuevo desafío surge para Gokū, pues durante su viaje, la población humana ha sido poseída para servir y ayudar a Baby a cumplir su principal objetivo. Una estrategia que utiliza Baby para dominar el planeta consiste en poseer al saiyajin más fuerte después de Gokū, en este caso, Vegeta, encarnándose en una forma más útil para enfrentarse a quién trate de impedir su cometido. Luego de llevar a cabo una cruel, difícil y estratégica batalla, para la cual Gokū tuvo que recurrir a un nuevo nivel de transformación que excede cualquier otro nivel alcanzado, logra finalmente eliminar a 'Baby. Desafortunadamente, a pesar del enorme esfuerzo, la Tierra está destinada inevitablemente a su aniquilación, por lo que su población entera debe trasladarse al nuevo planeta Tsufur antes de su completa destrucción. Piccolo, sin embargo, elige morir en la explosión para asegurarse de que las Dragon Balls Definitivas sean exterminadas junto al planeta, restaurado posteriormente con las Dragon Ball auténticas.

Un breve período de armonía y paz sucede e incluso se realiza un nuevo Tenkaichi Budōkai. En ese momento las Dragon Balls estaban sufriendo un cambio, sin que nadie logre percatarse de ello. El Dr. Mu se une con el Dr. Gero para crear un nuevo androide bajo su control completo: #17, el cual arriba a la recién reconstruida Tierra, logrando unirse con el #17 original y creando así al Súper #17. Este nuevo rival mata a Krilin, e intenta fusionarse con #18, aunque no puede matarla cuando ella lo rechaza. Gokū puede en última instancia derrotar a Super #17 con la ayuda de #18, pero no antes que el Dr. Gero y el Dr. Mu sean asesinados por su propia creación.

Cuando Shenlong es convocado de nuevo para revivir a los muertos por Super #17, las Dragon Balls se agrietan, y un dragón extraño y oscuro aparece en su lugar. Éste se divide en siete dragones malignos, cada uno con una Dragon Ball agrietada en alguna parte de su cuerpo. Gokū, con ayuda de Pan, lucha incansablemente para erradicar estos misteriosos dragones. No obstante, después de que seis de los siete son derrotados, Yi Xing Long absorbe las otras Dragon Balls, aumentando su poder. Gokū lo derrota después de la batalla más difícil de su vida, incluyendo una fusión con Vegeta que tiene éxito, por lo que al percibir que son superiores a Yi Xing Long, logran exterminarlo con la técnica Big Bang Kame-Hame Ha. Pero éste se regenera y, a punto de derrotarlo, la fusión en Súper Gogeta se deshace, así que Gokū realiza una Genkidama con todos los habitantes del universo y derrota al poderoso dragón.

Después de todos estos sucesos, el auténtico Shenlong aparece de nuevo, confirmándoles que no serán concedidos más deseos durante mucho tiempo, ya que la Tierra ha dependido mucho de las Dragon Balls. Sin embargo Gokū, hace un pacto de intercambio para poder pedir un último deseo adicional, decidiendo acompañar al dragón. Mientras que Gokū asciende a las alturas, las siete Dragon Balls se mezclan con su cuerpo haciendo que desaparezca físicamente.

Un siglo después, Pan (ya envejecida), se sienta en los tribunas del Tenkaichi Budōkai para animar a su tataranieto, Son Gokū Jr., el cual cuenta con una gran semejanza física a Gokū de pequeño. Son Gokū Jr. se enfrenta al directo descendiente de Vegeta, Vegeta Jr.. Mientras Pan observa el enfrentamiento, logra percibir la presencia de Gokū entre el público. Aunque ella intenta seguirlo, él simplemente desaparece siendo está su última despedida, antes de ascender a las alturas montado sobre su inseparable nube Kinto y portando el tradicional Nyoibō, elementos que fueron sus acompañantes durante toda su infancia.