김박사와 함께 거대로봇을 개발하던 카프 박사는 뛰어난 두뇌에도 불구하고 작고 못생긴 외모 때문에 성격이 비뚤어진다. 그러다 세계 물리학자 모임에서 자신이 외모 때문에 비웃음을 받자 언젠가 복수하겠다는 말을 남기고 자취를 감춰 버린다.

시간은 흘러 태권도 국가대표로 성장한 김박사의 아들 훈은 세계 대회에서 미국의 리챠드 쇼를 결승에서 이기고 우승한다. 그러나 훈과의 대결에서 부상당한 리챠드 쇼가 의문의 납치를 당하고, 각종 격투기 대회에서 패배한 선수들과 과학자들의 연이은 납치사건이 발생한다. 게다가 납치범들이 탑승한 거대로봇의 위력에 사람들은 혼란에 빠지고, UN의 비상총회에서 붉은 별 군단이 선전포고까지 하자 전세계는 초긴장 상태에 이르게 된다.

김박사는 납치 사건과 붉은 별 군단의 배후로 카프 박사를 의심하는데... 이 때 자신을 카프 박사의 딸이라고 하는 메리가 나타난다. 김박사는 카프 박사를 찾을 때까지 메리를 집에 머물게 하지만 의심을 풀지 않고 경계한다. 그사이 메리는 훈에 대한 연정을 품게 된다. 그러던 어느날, 태권브이가 만들어지고 있는 비밀구역에 침입하려던 메리가 인조인감임이 발각되는데...