Yuma Tsukumo è uno studente scarso sia a scuola che nei duelli, ma non rifiuta mai una sfida. Un giorno, lui e la sua amica Tori scoprono che il loro amico Bronk viene sconfitto in un duello contro Reginald, soprannominato "Shark" che poi prende il suo deck. Quando Yuma gli propone di duellare per recuperare il deck dell'amico, Shark rompe la chiave di Yuma ricevuta dai suoi genitori e prende a calci metà della chiave rotta, e gli dà la possibilità di mettere in gioco il suo mazzo in un duello per recuperare il mazzo di Bronk. Quest'ultimo riesce a recuperare la metà persa della chiave e gliela restituisce. Arriva il giorno del duello tra Yuma e Shark, le scarse abilità di duello di Yuma lo mettono in svantaggio contro il deck "Squalo" di Shark. Mentre Yuma si difende dagli attacchi di Shark, la sua chiave improvvisamente si ripara da sola e il ragazzo si ritrova davanti a una strana porta, che apre con la sua chiave.

Lo spirito, chiamato Astral, parla con Yuma, e oltre al fatto che quest' ultimo è l'unico a vederlo, spiega che è un duellante e che deve recuperare i suoi ricordi che risiedono nelle 99 carte Numero, che sono state disperse per tutto il mondo a causa dell'impatto tra Astral e la Terra. Rendendosi conto che scomparirà se Yuma perde il duello, Astral inizia a condividere le sue tattiche di duello con lui, dandogli un mostro Xyz, Numero 39: Utopia, che evoca per danneggiare Shark. Sebbene Reginald riesca ad abbassare i punti di Yuma a 100, la determinazione di Yuma di non arrendersi gli permette di pescare una carta magia che gli permette di raddoppiare i punti di attacco di Utopia, che distrugge Drago Leviatano, vincendo il duello. Dopo lo scontro, Astral ottiene Drago Leviatano, mentre Shark restituisce il mazzo di Bronk.

Un virus si sta diffondendo in tutta la città causando il malfunzionamento dei sistemi. Mentre Astral rimane intrappolato in un mondo dentro la chiave di Yuma quando non si fa vedere, quest'ultimo in seguito scopre che non ha più le sue carte numero e quindi perde contro il delegato di classe Caswell, in un duello. Più tardi, la sorella di Yuma, Kari, deduce che l'origine del virus è da qualche parte nella scuola di Yuma e chiede a Yuma e Tori di andare lì per vedere cosa sta succedendo. Lì trovano Caswell, che sta anche cercando di fermare il virus, e con il suo aiuto scoprono che il colpevole è il loro insegnante, che è stato posseduto da uno dei Numeri. Con una bomba virale che si diffonde attraverso la rete in 30 minuti, Astral riappare e dice a Yuma di combattere il Professore Kay in un duello. Kay evoca il suo mostro Numero, Numero 34: Terror-Byte, usando la sua abilità per prendere il controllo di uno dei mostri di Yuma.

Il rifiuto di Yuma di ascoltare i consigli di Astral la porta a trovarsi in grossi guai contro la combo Terror-Byte di Kay. Con la sua vita in pericolo, Astral è costretto a usare la psicologia inversa per assicurarsi che Yuma lo ascolti e possa giocare le carte giuste. Yuma evoca Numero 39: Utopia, ma Kay evoca il suo Super Crush Bug, che scambia i punti di attacco e difesa dei mostri in modalità di attacco sul campo. Yuma evoca allora il suo Numero 17: Drago Leviatano e segue il consiglio di Astral di distruggere Super Crush Bugs, riportando gli attacchi e le difese dei mostri sul campo alla normalità e permettendo a Yuma di sconfiggere Kay e vincere il duello, il Numero e parte della memoria di Astral. Il conto alla rovescia arriva a zero, ma invece di un quella che sembrava essere un'esplosione, le luci di un edificio si accendono, permettendo a un grande Crash-Bug e ai fuochi d'artificio di apparire nel cielo.

Uno strano bambino di nome Flip cerca costantemente di offrire a Yuma una carta chiamata Baby Tiragon, anche se i suoi amici cercano di impedirgli di prenderla dicendogli di stare attento a quel ragazzo dato che ha sempre un comportamento molto sospettoso. Astral continua a esplorare la chiave di Yuma, e trova una macchina che è in grado di attivare. Flip riesce finalmente a portare la carta a Yuma sotto la forma di una lettera di un ammiratore. Il giorno successivo, Yuma viene accusato di aver fatto diversi scherzi e viene evitato dai suoi compagni di classe trane Tori e Bronk. Successivamente, Flip sfida Yuma a duello. Contrastando Yuma prima che Astral possa avvertirlo Flip si assicura che Yuma evocasse Baby Tiragon, in modo che Flip possa prendere il controllo di Numero 39: Utopia, rivelando anche che, se vince, può mantenere Utopia.

A causa del possesso di Utopia, Flip è posseduto dai Numeri, invece Astral si sta indebolendo. Yuma riesce a evocare Drago leviatano, ma Flip prende il controllo anche di Drago, mettendo la vita di Astral in grave pericolo. Intanto Tori e Bronk indagano sull'origine delle foto false e scoprono che dietro di loro c'era Flip. Quest'ultimo spiega che è stata la sua infanzia in cui è stato ingannato, a portarlo a giocare cosi. Così Astral dice a Yuma di proteggere Baby Tiragon a tutti i costi. Dopo essere stato messo con le spalle al muro, Yuma riesce a usare l'effetto di Baby Tiragon con uno dei suoi altri mostri per riportare le trappole di Flip nella sua mano, permettendogli di riprendere il controllo dei suoi Numeri, per ripristinare l'energia di Astral, vincendo il duello. Yuma quindi cerca di restituire Baby Tiragon a Flip, ma quest' ultimo decide di lasciargliela tenere come prova della loro nuova amicizia.

Astral è interessato a un programma televisivo chiamato "The Sparo from Another Dimension". Yuma e i suoi amici provano a dare un'occhiata al set che si trova nel porto di Heartland e a vedere l'attore che interpreta Il Passero, il cui vero nome è Nelson Andrews, quest' ultimo si accorge che Yuma è un duellante e lo porta nella sua camera, dove si apprende che in realtà è molto insicuro e che soffre della pressione rigurado all'interpretare sempre il Passero, dato che a nessuno importa di chi lo interpreta. Nelson chiede a Yuma di diventare suo amico e affrontarlo in un duello, ma viene portato fuori da sua madre, che vuole che mantenga la sua immagine. Più tardi quella notte, Nelson trova una carta Numero ed è posseduto da essa, cominciando ad attraversare la città vestito da Il Passero e attacca le persone che ritiene criminali. Yuma affronta Nelson, che crede veramente di essere il supereroe, sfidandolo a duello. Nelson allora evoca la sua carta numero, Numero 83: Regina Galattica

Yuma chiede a Tori di provare a entrare in contatto con la madre di Nelson prima di evocare Utopia in modo tale che la madre possa far rinavire Nelson, anche se Nelson riesce a rafforzarsi ancora di più. Mentre Yuma segue i consigli di Astral, la madre di Nelson cerca di togliere il figlio dal malvagio influsso del Numero, ma il ragazzo non torna in sè ed evoca il suo mostro più potente, Ferro Jet dimensionale, con un potere di attacco di 8000. Tuttavia, Yuma riesce a usare le sue trappole per fermare l'attacco di Ferro Jet dimensionale e a porre fine all'effetto di Regina Galattica. Yuma quindi prende di mira Regina Galattica per la vittoria, ma Nelson dirige l'attacco su un altro dei suoi mostri, non impedendogli di perdere però. Mentre Astral recupera la Regina Galattica e un altro pezzo dei suoi ricordi, la madre di Nelson si scusa con suo figlio.

Quando Yuma si rende conto di essere venuto a scuola in abiti strani per una settimana, apprende da Astral che un ladro simile a un gatto si era intrufolato nella sua stanza. Il giorno successivo, Yuma scopre che Tori è stata probabilmente rapita e va in suo soccorso in un castello dove incontra Cathy, che comanda i gatti e che segretamente ha una cotta per Yuma, che sfida a duello. Mentre la affronta, Cathy ammette che a volte si sente ignorata in classe e cerca di confessare i suoi sentimenti per Yuma, ma è troppo tardi, Yuma, concentrato sul duello, vince. Successivamente scopre che Tori non è stata rapita, ma stava solo giocando con i gatti di Cathy., inoltre, dal giorno dopo, Cathy, comincerà a frequentare la scuola di Yuma e a superare le sue paure.

Mentre gli amici di Yuma diventano curiosi di sapere cosa succede alle carte Numero al di fuori dei duelli e Yuma promette a Bronk di non usare nessun Numero per vincere nel prossimo duello, Yuma scopre che Shark aveva cominciato a saltare le lezioni dopo il loro duello. Yuma va a sfidare quindi Shark in un altro duello, ma lui gli dice che ha lasciato i duelli. Yuma però è molto ostinato e ottiene alla fine da Shark il permesso di sfidarlo il giorno successivo, e lo porta ad accettare il duello mettendo in gioco la sua chiave; come promesso, inoltre, decide di non usare i suoi Numeri. Shark evoca immediatamente il suo mostro chiave, Porta Aerei Sommergibile Squalo, e inizia a chiedere a Yuma di evocare i suoi numeri.

Bronk è infastidito dal fatto che Yuma abbia infranto la sua promessa di non usare i Numeri nel duello contro Shark. Quest'ultimo scopre che alcuni dei delinquenti con cui frequenta, Scorch e Chills, hanno le carte Numero e stanno cercando di rubare un mazzo di inestimabile valore da un museo. Tuttavia, uno degli altri delinquenti tradisce l'idea di fare questa rapina e va a raccontarlo a Yuma, che conosce il passato di Shark, e vuole aiutarlo. Yuma arriva proprio mentre i tre stanno per entrare nel museo e si offre di battersi persino tre contro uno, Shark, non volendo che Yuma si metta in guai dai quali non può uscire, decide di aiutare Yuma ad affrontarli in un duello due contro due. Scorch e Chills sfruttano comunque il fatto che i duelli di coppia sono il loro punto forte per evocare diversi mostri di livello 5, consentendo a Scorch di evocare la sua carta Numero, Numero 61: Volcasaurus, e infliggere molti danni a Shark e Yuma.

Yuma combatte per impedire a Shark di essere sconfitto da Scorch e Chills, che non solo impediscono a Utopia di attaccare, ma riescono a evocare Numero 19: Frizzadonte. Shark scopre poi che Scorch e Chills stavano barando avendo disattivato il sistema che mischiava le carte nei Dueling Disks, ma questo solleva l'argomento del fatto che Shark è stato squalificato da un torneo per aver guardato le carte del suo avversario. Tuttavia, Yuma rincuora Shark e i due riescono a battere Chills. Mentre Scorch gioca in modo che gli altri perdano nel turno successivo, Shark dà a Yuma una carta magia, Xyz Armato, che consente a Yuma di equipaggiare Utopia insiene a Lanciere Raggio Nero di Shark e sconfiggere Scorch. Mentre Astral raccoglie le carte Numero e apprende di un terribile incidente accaduto al suo mondo, Yuma si riconcilia con Bronk mentre Shark consente a Yuma di mantenere la carta Xyz Armato in segno di riconoscenza.

Un ladro con in mano una carta numero fa una rapina in un centro commerciale dove si trova Yuma. Tuttavia, prima che Yuma e Astral possano raggiungerlo, un misterioso ragazzo che dice di essere un cacciatore di numeri e con la capacità di fermare il tempo (grazie al suo robot, Orbital 7), Kite Tenjo, lo sconfigge in un duello e prende con la forza la sua carta numero, lasciandolo molto vecchio, per poi andarsene. Mentre il fratello minore di Kite, Hart, usa i rifiuti di Heartland City per attaccare il mondo Astrale, Kite parla con il Signor Heartland, che a sua colta parla poi con il Dottor Faker, da cui prende ordini, che cerca di ottenere tutte le carte numero per distruggere il mondo Astrale. Kite per dimostrare la sua superiorità a Yuma, evoca immediatamente due mostri Numero, Numero 10: Illuminocavaliere e Numero 20: Giga-brillante.

Kite sacrifica i suoi numeri per evocare il suo mostro più potente, Drago Fotonico Occhi Galattici, usando la sua abilità speciale per assorbire le unità sovrapposte di Utopia e dei mostri Xyz e diventare ancora più forte. Intanto il Signor Heartland chiede al Dottor Faker se Heartland City possa diventare la sede di un grande torneo mondiale per attirare più numeri possibili e questi accetta volentieri. Le vite di Yuma e Astral cominciano ad essere sempre più in pericolo dato che Kite è sempre un passo avanti a loro e Yuma inizia a essere paralizzato dalla paura, ma torna in sé quando pensa a suo padre. Tuttavia, le tattiche di Yuma e Astral sono troppo ovvie per Kite, che neutralizza anche la loro ultima possibilità. Ma Mentre quest'ultimo sta per vincere il duello si ritira e decide di lasciar liberi Yuma e Astral, quando scopre che Hart è caduto in coma perché ha usato troppo il suo potere.

Mentre Astral è sempre triste per la sua quasi sconfitta e Yuma viene a sapere del grande torneo mondiale di duelli, il Carnevale Mondiale di Duelli, sua nonna Haru manda lui, Tori e Bronk a consegnare le verdure a uno strano uomo chiamato Roku che vive in un tempio. Una volta arrivati Yuma scopre una stanza piena di statue di Mostri Leggendari, mentre Roku spiega che la sua casa è un Santuario dei duelli, un posto dove si allenano i Duellanti. Sfida quindi Yuma a duello usando le statue e le carte di legno che raffigurano i mostri. Tuttavia, all'inizio del duello, la coscienza di Yuma finisce nel corpo del Mago Nero mentre Roku evoca il Drago Bianco Occhi Blu Finale quasi sconfiggendolo, dandogli una comprensione della paura dal punto di vista di un mostro.

Quando Haru e Kari vengono ad osservare Yuma, questi combatte contro Kaze, e la sua fede nei suoi mostri gli permette di equilibrare il gioco. Kaze rivela quindi di avere una carta Numero, Numero 12: Ninja Armatura di Ombra Scarlatta. Presto Yuma ricorda gli insegnamenti di Roku sui sentimenti dei Mostri e riesce a evocare Utopia sconfiggendo Kaze. Quest'ultimo però tenta ancora una volta di attaccare le statue, Yuma quindi lo blocca, aiutandolo così a superare i suoi sentimenti oscuri. Quando il gruppo se ne va, Roku decide di tenre Kaze con se e di dare a Yuma il suo mazzo leggendario, anche se Astral ha ancora dei dubbi sulla sua capacità di affrontare di nuovo Kite.

Mentre un cacciatore di numeri e indovino chiamato Fortuno raccoglie le carte numero per Kite, Astral ammette di essere ancora troppo spaventato per affrontare di nuovo Kite. Mentre Yuma si rifiuta di dire loro qualcosa sulle carte numero, Bronk, Tori, Caswell, Flip e Cathy decidono di formare il Club delle indagini misteriose delle carte numero, per scoprire la verità dietro i numeri. La loro indagine li porta a Fortuno, che dopo aver parlato loro dei Numeri, li intrappola, Cathy però riesce a fuggire e incontra Yuma, Fortuno così la possiede e dice a Yuma di venire da lui e duellare per liberare i suoi amici. Nonostante le paure di Astral, dato che Fortuno ha detto di lavorare per Kite, Yuma va ad affrontare Fortuno, che lo mette in difficoltà dato che riesce a leggere le sue carte, e così evoca la sua carta numero, Numero 16: Maestro Dello Shock.

Yuma riesce a seguire il consiglio di Astral ed evoca Utopia per sconfiggere Maestro Dello Shock. Tuttavia, Fortuno evoca un altro numero che, oltre ad essere la carta che lo controlla, è molto più potente rispetto a Numero 16, Numero 11: Grande occhio, che usa non solo per attaccare, ma che usa anche per prendere il controllo di Utopia. Mentre i Life Points di Yuma tornano a 100, Fortuno si offre di liberare i suoi amici se si arrende e consegna i suoi Numeri. Mentre Astral è pronto ad accettare l'accordo, anche se ciò compoterebbe la sua morte, Yuma non lo accetta e respinge l'idea perché vede Astral come un prezioso amico. Yuma deduce inoltre che c'è qualcosa di strano dato che Kite non ha si è mosso minimamente da quando sono arrivati lì e quindi scopre che quello che doveva essere Kite era in realtà un'esca usata per ottenere le carte di Yuma.

A scuola di Yuma è in programma la giornata dell'incontro con i genitori, ma quest'ultimo decide di non dire nulla ad Haru e Kari perché sembra che abbiano già qualcosa in programma quel giorno. Mentre Yuma dimentica la sua chiave a casa, racconta ad Astral di suo padre, Kazuma. Questo gli aveva insegnato a non mollare mai, così come a sentire l'energia e la determinazione dentro di lui. Una notte, quando lui e sua moglie Mirai furono colpiti da un terremoto, Kazuma accettò di cadere in un baratro per permettere alla moglie di scappare. Kazuma si è poi trovato in un altro mondo dove ha incontrato un essere simile ad Astral che gli ha dato la chiave d'oro che in seguito ha dato a Yuma. Kari finisce poi per sentire della visita dei genitori, ed è così che lei e Haru hanno deciso di andare a trovare Yuma.

Dopo che Yuma ha vinto un altro duello con un avversario che possiede un Numero, Astral ha una visione della distruzione della Terra, mentre Bronk si arrabbia con Yuma a causa delle sue tattiche spericolate. Bronk quindi calcia via accidentalmente la chiave di Yuma, ma la carta numero che Yuma ha vinto, Numero 96: Nebbia Oscura, prende possesso di Astral e tiene Yuma in ostaggio. Prima di essere posseduto, Astral chiede a Yuma di dare Utopia a Bronk, che è protetto dagli attacchi di Nebbia Oscura perchè ha in mano la chiave di Yuma. Bronk sfida quindi il Numero 96 a duello, ma quest'ultimo controlla Yuma per fargli fare il duello al posto suo. Evoca quindi Nebbia Oscura che ha la capacità di rubare punti di attacco.

Un ladro usa un gruppo di robot della spazzatura per rubare una gioielleria, però uno dei robot viene gettato nel fiume mentre cercava di proteggere una famiglia di anatre. Il robot quindi viene trovato e riparato da Yuma e dai suoi amici, che lo chiamano Lilly e ci stringono amicizia. Tuttavia, quella notte Lilly viene richiamata dal ladro per partecipare a un furto, che Yuma scopre la mattina successiva mentre Kari indagava su di esso. Con l'aiuto di Astral, Yuma e i suoi amici trovano il ladro, che manda Lilly (che hanno riconosciuto a causa del fiocco di Tori su di lei) ad attaccarli. Yuma decide quindi di affrontarla in un duello. Lilly quindi evoca il suo mostro Xyz, Rhinobot Da Riciclaggio, mentre Yuma si difende con i suoi mostri Gagaga, sperando di far ricordare a Lilly i momenti passati con loro.

Mentre Astral parla a Yuma dell'interno della sua chiave, Kite scopre che la chiave di Yuma non è di questo mondo e decide di prenderla. Manda quindi il suo robot, Orbital 7, a rubare la chiave di Yuma mentre quest'ultimo si trova in piscina e l'ha lasciata incustodita. Shark allora, in nome dell'amicizia con Yuma, si mette sulla sua strada. Credendoche il ragazzo possegga un Numero e volendo la chiave, Kite appare e sfida Shark a duello. Kite evoca uno dei suoi numeri, Numero 30: Golem Acido Della Distruzione, Shark se ne impossessa, ma solo per essere il bersaglio dei suoi effetti nascosti. Kite quindi sconfigge Shark, prendendo sia la sua anima che la chiave di Yuma che contiene Astral al suo interno. Yuma se ne accorge ma è troppo tardi, dato che Kite è gia scappato.

Dopo aver portato Shark all'ospedale, Yuma e i suoi amici chiedono e ricevono aiuto da Mr. Kay per rintracciare la posizione della chiave. Intanto Kite fa esperimenti sulla Chiave, riuscendo a trovare un modo per entrare nel mondo dentro la Chiave e ci trova Astral, solo per sfidarlo a duello per ottenere tutti i suoi Numeri. Mentre il duello procede, la paura di Astral di affrontare il Drago Fotonico Occhi Galattici lo mette ancora una volta in una situazione difficile. Mentre Yuma e i suoi amici riescono a infiltrarsi nel nascondiglio di Kite grazie a Mr. Kay, Astral decide di affrontare definitvamente la sua paura e di opporsi a Kite.

Gli amici di Yuma distraggono i robot di sicurezza, cosi quest'ultimo può prosseguire. Apprende così dell'esistenza di Hart e ha anche una visione della porta che aveva visto prima, che gli parla di un potere chiamato Zexal. Intanto Astral evoca Utopia, mentre Kite evoca Drago Fotonico Occhi Galattici. Astral invoca quindi Numero C39: Raggio Utopia, ma il duello rimane complicato per lui. Yuma riesce poi a recuperare definitivamente la sua chiave, e nel farlo ottiene il potere Zexal, che gli permette di combinare la sua anima con quella di Astral, permettendo loro di evocare ZW - Unicorno Lancia, che equipaggiano con Utopia per distruggere il Drago Fotonico Occhi galattici, Kite allora si difende facendo finire la partita in pareggio. Dato che Kite non ha vinto e Yuma ne è uscito comunque indenne, l'anima di Shark torna al suo proprietario, con il magazzino di Kite che si autodistrugge lasciando Yuma e i suoi amici malmessi, con Kite che fugge di nuovo.

Yuma e Astral si chiedono quale sia la vera natura di Drago Fotonico Occhi Galattici e perché Kite non sia influenzato dai numeri visto che da sempre la caccia ac essi. Improvvisamente il tempo si ferma e tre strani soli appaiono nel cielo, con uno di loro dal mondo di Astral. Astral e Kite, visto che loro si possono ancora muovere conducono le proprie indagini durante l'incidente, esaminando le posizioni dei precedenti duelli di Yuma. Mentre i soli scompaiono e il tempo riprende, Kite dice a Yuma di venire al carnevale mondiale di duelli per poterlo sconfiggere una volta per tutte.

Yuma si deprime quando scopre che non gli è permesso partecipare al Carnevale Mondiale di Duelli dato che il tempo per la registrazione è scaduto. Shark, recuperando una carta a lui familiare e avvertendone così la presenza, incontra l'avversario che ha affrontato durante un torneo fatidico (che si è concluso con la squalifica di Shark), Four, che gli rivela che la sua squalifica era pianificata. Gli dà comunque la possibilità di entrare nel torneo in modo che possano risolvere i conti. Yuma cerca di implorare gli organizzatori di entrare, ma senza successo. Ci pensa quindi Kite, che riesce a convincere il Signor Heartland (dato che così potranno raccogliere ulteriori numeri) a dargli un frammento di cuore, la chiave per accedere e proseguire nel torneo.

Yuma inizia il suo duello con Kakeru, che parte subito forte con il suo Deck calcistico. Tuttavia, Yuma torna in gioco usando una strategia di squadra con Astral. Kakeru allora rammenta di non essere all'altezza della celebrità calcistica dei suoi fratelli a causa della sua riluttanza a lavorare con gli altri e che quindi ha scelto i duelli come modo per affermarsi, ma Yuma gli ricorda che il suo mazzo è come una squadra. Incoraggiandolo, Kakeru evoca il suo mostro migliore, Fantasista Dieci, che mette Yuma in grossi guai. Tuttavia, Yuma evoca il suo nuovo mostro XYZ, Muzurhythm il Djinn della chitarra, sconfiggendo così Kakeru che decide di giocare di nuovo a calcio e che dà a Yuma il suo frammento di cuore.

Alla ricerca di nuovi avversari in un cantiere, Yuma e Tori vengono salvati da una gru che cade su di loro da un ragazzo di nome Shobi, che sfida Yuma a duello dato che partecipa al torneo. Il suono del mostro chiave di Shobi, Re delle Macchine Digvor'zak, impedisce a Yuma di ascoltare le istruzioni di Astral, quest'ultimo usa allora la telepatia per comunicare con Yuma, dicendogli come anche un piccolo bullone aiuti a tenere in aria macchine potenti. Con questo consiglio, Yuma riesce a usare i suoi mostri di basso livello per abbattere Re delle Macchine vincendo il duello, oltre a un terzo pezzo di cuore.

Yuma e Tori si ritrovano inseguiti da Anna Kozuki, una ragazza che avrebbe brutalizzato Yuma da piccola perché innamorata di lui. Dopo un interminabile inseguimento in cui Anna lancia contro di loro persino dei razzi (dato che il mezzo di Anna è anche un lanciarazzi), Yuma la sfida a duello. La ragazza inoltre afferma che, se vince, Yuma sarà suo. Anna e il suo mazzo di treni sono forti, tanto che riesce a evocare un mostro Xyz di livello 10, Super Cannone Ferroviario Gustaph Max. Yuma per rispondere evoca il suo nuovo mostro Xyz, Temtempo il Djinn del Tamburo, e grazie a lui e alle sue trappole riesce a usare la travolgente potenza di fuoco di Anna contro di lei e ottenere la vittoria. Dopo il duello, apprendiamo da Tori che Anna ha confuso Yuma con un altro ragazzo, a causa del nome quasi identico a quello di Yuma e pronunciato praticamente allo stesso modo. Anna quindi se ne va, ma senza dare il frammento di cuore visto che non partecipa al torneo.

Yuma incontra Housaku Yasai, un contadino che vuole che Tori diventi l'immagine di marca del suo parco divertimenti dove tutto ruota intorno ai pomodori, “Tomato-park”. Yuma lo sfida allora a un duello, dato che Hosaku è anche un partecipante del torneo mondiale. Per rendere la sfida più interessante Housaku usa la "regola del canestro", in cui i giocatori devono mangiare una verdura ogni volta che vogliono sferrare un attacco. Si scopre che questa è una regola che non si addice a Yuma per via del suo odio per i pomodori, dato che ogni frutto pescato è mischiato con il pomodoro, e quindi non può attaccare per diverso tempo. Grazie all'incoraggiamento di Tori e Astral, Yuma finalmente si arrende e mangia un pomodoro, dove scopre che in realtà gli piace da matti. Vince quindi il duello con il suo mostro Xyz, genio della tromba MeloMelodie, oltre a rendere felice Hosaku, visto che i suoi pomodori hanno fatto breccia in Yuma. Prende anche un frammento di cuore.

Kari viene contattata da un ladro di nome Charlie McCoy, una sua vecchia conoscenza. Manda allora Yuma a incontrarlo, quest'ultimo incontra anche Shark, chegli spiega le sue motivazioni riguardo al fatto che è entrato nel carnevaqle mondiale di duelli. Quando Yuma raggiunge Charlie, scopre che possiede una carta Numero, Numero 7: Sequenza Fortunata, oltre a una straordinaria fortuna. Quando la polizia arriva sul luogo, Charlie usa la sua carta numero per creare un tornado che prende diverse carte persone, inclusa una delle carte numero di Yuma (Numero 11), e gli permette di scappare. Dopo aver appreso di più su Charlie da Kari, Yuma riesce a duellare contro di lui su una veloce monorotaia.

Charlie usa la fortuna, concessagli tramite la sua carta numero (che concede una fortuna immensa che non può essere sconfitta in nessun modo), per aumentare la sua salute a livelli elevati ed evocare Sequenza Fortunata. Con poco tempo a disposizione prima che il treno si schianti, Kari informa Yuma che la fortuna di Charlie è con la sua carta. Quando Charlie prende il controllo di Utopia, Yuma allora diventa un po'fortunato e neutralizza il potere di Sequenza Fortunata, che toglie a Charlie l'estrema fortuna e gli permette di vincere il duello grazia a Raggio Utopia. Mentre Kari aiuta a fermare il treno in tempo, Charlie va a trovare sua nipote, May, che deve essere operata, e le dà Sequenza Fortunata come portafortuna in modo che l'operazione possa andare al meglio. Poi dice addio a Kari, ma prima di andarsene le da un bacio per poi ricevere uno schiaffo da lei.

All'inizio della seconda giornata del torneo, Bronk e Caswell vengono invitati da Four (del quale sono grandi fan, dato che il ragazzo è un campione di duelli) a partecipare a un duello, in cui vengono messi in gioco tutti i frammenti di Cuore. sembra essere un duellante perfettamente normale, ma presto rivela non solo la sua doppia e malvagia natura, ma anche il suo vero scopo: raccogliere i numeri. Quindi evoca il suo mostro preferito, Numero 15: Burattino Arnese Macinatore Gigante, e usa la sua abilità, che gli permettte di distruggere qualsiasi mostro xyz di Bronk e Caswell, infliggendo tra l'altro danni fatali ai due. Nonostante il duello finito Four continua a colpirl,i torturandoli. Yuma quindi cerca vendetta su Four, Shark però arriva sul luogo. Con l'intenzione di voler essere lui a duellare contro Four.

Shark è pronto ad affrontare Four, però viene costretto ad affrontare suo fratello Three, nonostante Four non sembri d'accordo. Three allora gli ricorda degli ordini di un certo Tron. Così Four se ne va con anche un cuore completo. Mentre Tori porta Bronk e Caswell all'ospedale, Yuma e Astral rimangono per assistere al duello. Shark evoca Lanciere Raggio Nero. Three risponde evocando Numero 32: Draghetto Squalo che gli infligge gravi danni. Quando Shark prende il controllo di Draghetto Squalo, è quasi posseduto dal potere del Numero, ma lo supera ricordando le parole di Yuma. Three evoca il suo mostro xyz, Cronomalia Cronauta Cristallo, ma Shark vede attraverso le trappole di Three, grazie questo vince il duello. Prendendo Numero 32: Draghetto Squalo.

Il capo di Kari la manda a indagare su un fotografo chiamato Shuta Hayami che si dice sia in grado di scattare foto di eventi futuri. Dopo aver visto questo con i suoi occhi, Kari vuole che Yuma vada a cercare Shuta. Mentre Tori infastidita da Yuma, incontra Shuta, una delle sue vecchie amiche. Le fa una foto prima che salga su un dirigibile. Dopodiché, Yuma vede Shuta picchiare qualcuno con una carta numerica. Mentre Yuma e Kari si confrontano con Shuta, mostra una futura foto di Tori in una situazione pericolosa a bordo dell'aeronave, proprio mentre uno dei suoi motori esplode. Mentre Kari si precipita a salvare Tori e tutti gli altri che sono saliti a bordo del dirigibile, Yuma affronta Shuta Hayami in un duello. Shuta poi scatta una foto futura che presumibilmente prevede la sconfitta di Yuma.

Mentre Yuma lotta duramente contro Shuta, un avversario che può prevedere tutte le sue mosse, il secondo motore del dirigibile esplode, mettendo Tori in ulteriore pericolo, che è scioccato nel sentire il cambiamento di personalità di Shuta. Yuma decide di creare il proprio futuro e rifiuta la strategia che Shuta aveva pianificato per lui. Shuta evoca la sua carta numero, Numero 25: Focus Forza, ma presto scopre che il cambiamento nelle azioni di Yuma rispetto a ciò che aveva predetto ha influenzato il suo futuro predetto. Dopo aver annullato gli effetti di Focus Forza, Yuma evoca Raggio Utopia sconfiggendo Shuta. Il dirigibile sta ancora per schiantarsi, ma miracolosamente Kaito arriva e consente al dirigibile di atterrare in sicurezza. Durante questo periodo, Shuta diventa come prima.

Flip Nota che è in ritardo nella grande festa di duelli, cosi cerca di ottenere Frammenti di cuore scambiandoli con falsi con altri Duellanti, solo per essere scoperto dai subordinati di M. Heartland, Droite (Dextra) e Gauche (Nistro). Sconvolti dal trattamento inflitto da Flip, Yuma li sfida entrambi a duello, ma rischia di essere squalificato se perde. Mentre Astral che si trova all'interno della Chiave, incontra il Numero 96, che si è unito agli altri Numeri per combatterlo. Li dice che la sua missione è distruggere la specie umana. Utopia arriva per difenderlo.

Yuma riesce a sopravvivere all'attacco di Nistro, ma si rende conto che non può evocare i suoi Numeri in assenza di Astral. Quest'ultimo chiede a Utopia di andare in soccorso di Yuma, mentre Numero 96 cerca di sconfiggerlo con gli altri Numeri. Yuma evoca Utopia, Dextra evoca il suo mostro Xyz, il Farfalla Operativa Fotonica, un mostro dello stesso archetipo (Fotonico) dei mostri di Kite, facendo in modo che lei e Nistro apprendano che Yuma conosce Kaito così come i Numeri. Nistro evoca anche il suo mostro Fotonico, Buttafuori Colpo Fotonico, riducendo la salute di Yuma a soli 100. Quest'ultimo cerca disperatamente un modo per tornare nel gioco, Tori e Flip lo aiutano, per ritrovare la fiducia, che a sua volta aiuta Astral a liberarsi dalle grinfie di Numero 96 che poi viene ad aiutare Yuma. Rafforzando Utopia, riescono a battere Dextra, ma Nistro prende il colpo al suo posto di sua Sorella, che consente a Yuma di vincere in ogni caso il duello.

Yuma e le sue amiche incontrano Cathy, che ha due frammenti di cuore, un gruppo di cani ruba il cuore di Yuma. Grazie alla capacità di Cathy di comunicare con i gatti, li inseguono in un magazzino, dove incontrano un cane parlante chiamato Rosco che è il capo di un gruppo di cani. Rosco sfida Cathy a un duello, in cui verrà deciso il destino di cani e gatti. Rosco evoca il suo mostro Xyz, Cane Re del Sumo, ma Cathy riesce a sopravvivere al suo attacco ed evoca Maga Ragazza Gatto. Apprendiamo quindi che la voce dietro a Rosco è quella di una giovane ragazza di nome Pip, che si è nascosta nella botte di Rosco perché aveva paura degli altri, e che voleva anche interpretare Monster Duels. Cathy convince Pip a continuare il duello. Quando pensa di non potercela fare, Yuma e gli altri la incoraggiano a combattere fino alla fine. Questo gli permette di ribaltare la situazione per vincere il duello. Poco dopo, Pip restituisce il cuore di Yuma mentre Cathy dà a Pip i suoi frammenti di cuore.

Quando Hart nota quello che Kaito sta sopportando per il suo bene, si libera dalle catene e scende nella città di Heartland, dove viene trovato da Yuma e Tori. Presto scoprono che oltre a possedere poteri misteriosi, Hart è anche in grado di comunicare con Astral. Yuma porta Hart a casa, dove sembra trovare un'amicizia con Astral. Più tardi quella notte, Hart scappa alla ricerca di Kite, Yuma e Tori lo seguono in un parco eolico. Nistro e Dextra arrivano per cercare di riavere Hart, ma Hart usa i suoi poteri per scappare. Arrivano in cima a una turbina eolica, ma Hart non riesce a trovare quello che stava cercando e poi impazzisce. Astral poi legge nei ricordi di Hart. Scopre che Hart è stato protetto da Kaito fino a quando il Signor Heartland lo cattura. Yuma riesce a calmare Hart. Tuttavia, un altro servitore di Tron, Five, arriva a prende il controllo di Hart. Prima di partire con Five, Hart rivela che la sua missione è distruggere il mondo Astrale.

Dopo che Five se ne va con Hart, Yuma e Tori lasciano il parco eolico, ma sulla strada incontrano Nistro e Dextra. Hanno lasciato Yuma abusare perché credono che Yuma abbia rapito Hart. Kite arriva dall'alto per vedere cosa sta succedendo,(Grazie Orbital 7, Kite riesce a volare) alla fine Nistro e Dextra lasciano andare Yuma. Kaito spiega a Yuma che Hart è malato e Yuma cerca di aiutarlo. Kite glielo lascia fare e si rimete a cerca Hart dall'alto mentre Yuma lo cerca dl basso. Mentre Astral crede che il Signor Heartland abbia un ruolo importante nel mistero che circonda Hart. Five e Hart si trovano in un castello, dove Tron (Vetrix) esegue un rituale con Hart per rubare i suoi poteri e la sua anima. Quest'ultimo soffre molto. Astral e Kaito, a turno, ascoltano le urla di Hart.

All'inizio del Duello, Kaito mostra poca volontà di lavorare con Yuma, che apprende da Four che Kaito sta raccogliendo numeri per curare la malattia di Hart. Three evoca il suo mostro Numero, Numero 33: Cronomalia Machu Mech, mentre Yuma evoca Utopia. Tuttavia, Four evoca quindi Numero 15: Burattino Truccato Killer Gigante per distruggere Utopia, ma Yuma riesce a proteggere Kaito da questo attacco. Four poi tormenta Kite mostrandogli la tortura di Hart, facendolo evocare Drago Fotonico Occhi Galattici, ma cade in una trappola tesa da Three, indebolendo il suo Drago per infliggere enormi danni a Kaito.

Yuma continua a proteggere Kite dagli attacchi di Three e Four sacrificando i propri punti ferita, anche se gioca in modo personale. I due fratelli attaccano Drago Fotonico Occhi Galattici, il cui attacco viene ridotto a zero, inesorabilmente e Kite sopravvive con poca salute. Yuma finalmente si sbarazza di Numero 15: Burattino Truccato Killer Gigante e grazie a Raggio Utopia, ma Four coglie l'occasione per evocare un mostro ancora più potente Numero 40: Marionetta Truccata Corde del Cielo, che minaccia di distruggere tutti i mostri. Yuma e Kite nel turno successivo e infliggono loro danni fatali. Yuma ancora una volta abbassa la sua salute per evitare che Kite perda. Hart desidera di proteggere suo fratello, si libera dal rituale di Tron e trasferisce i suoi poteri a Kite, che evoca un nuovo mostro Xyz, Neo Drago Fotonico Occhi Galattici. Con un potente effetto, questo nuovo mostro distrugge i numeri di Three e Four, facendoli perdere il duello allo stesso tempo.

Dopo aver sconfitto Three e Four, Kite e Astral cercano di prendere i numeri dei loro avversari, ma senza successo poiché il loro talismano li protegge. Five quindi restituische Hart che è ancora in coma e annuncia a Yuma che suo padre è ancora vivo e si trova nel mondo Astrale, quindi la famiglia di Tron scappa e tutti tornano a casa. Yuma è alle prese con un dilemma da quando conosce i motivi della caccia ai Numeri di Kaito: non sa più se continuare a raccogliere i Numeri per ripristinare i ricordi di Astral e scoprire dove si trova Kazuma suo padre. Kite deve aiutare a curare la malattia di Hart, continuando a raccogliere. Finisce per scappare di casa per cercare suo padre. Ma Viene intercettato dalla sua famiglia e dal suo Maestro Roku che sfida Yuma a duello per ricordargli il suo amore per il duello.

Inizia la terza giornata di qualifiche per il grande duello mondiale. Nistro e Dextra hanno deciso di unirsi al torneo per cercare anche i numeri. Finiscono per essere attratti da una folla di fan, che ha assistito al duello di Nelson. Nistro sfida Nelson a duello nel tentativo di ottenere tutti i frammenti del cuore. Yuma arriva mentre il duello volge al termine, Nelson evoca il suo mostro di grado Robot Jet Super Superdimensionale Distruttore Galatico, che ha 5.000 punti di attacco. Tuttavia, Nistro capovolge la situazione evocando la carta vincente dal suo nuovo mazzo, Campione Eroico - Excalibur, e riesce a superare la potenza del Distruttore Galattico sconfiggendo Nelson. Quest'ultimo Confessa a Yuma di non essere rimasto deluso dalla sua sconfitta e persino di essersi divertito, prima di ripartire per cercare di ottenere frammenti dei cuore.

Alla ricerca di un avversario, Yuma incontra diversi duellanti che sono stati gravemente sconfitti da Shark. Yuma sfida Shark dopo aver visto che quest'ultimo sta mettendo tutte le sue energie per esercitare la sua vendetta. Tuttavia, Yuma non cerca di sconfiggere Shark ma piuttosto di aiutarlo a superare l'odio nel suo cuore causato dal frammento del Numero, e questo per ricordargli che un duello è pensato per essere divertente. Vedendo questo, Shark annulla il duello, l'oscurità scacciata dal suo cuore. Sulla via di casa, Yuma incontra Three, che ha guardato il duello di Yuma, interessato a come consegna i suoi duelli. Decide di trascorrere la giornata con la famiglia Tsukumo e vedendo Yuma litigare con sua sorella, Three ricorda gli anni passati e felici con la sua famiglia, prima che inizino a vendicarsi del Dottor Faker.

Three, a cui è stato dato uno strano potere da Tron di notare la presenza di Astral, affronta Yuma. Three evoca il suo Numero 33: Cronomalia Machu Mech, insieme al suo Chronomalia Golem Maschera Aztec, ma Astral aiuta Yuma a difendersi dai suoi attacchi. Furioso per i tentativi di Yuma di volerlo aiutare, Three usa il potere che Tron gli ha dato su Yuma, facendolo comportare come se non conoscesse più "Feel the Flows" e spaventandosi al solo pensiero di continuare. il duello, incapace di vedere Astral o anche la sua chiave. Three utilizzerà quindi il suo potere per incatenare Astral a una torre, rendendolo incapace di aiutare Yuma. Three poi ride freneticamente per la disperazione di Yuma.

Yuma diventa troppo spaventato per affrontare Three, si trova in pericolo di perdere il duello. Prima che l'attacco finale possa arrivare a lui, Astral usa i suoi poteri per riportare i ricordi di Yuma in modo che possa difendersi, facendo sì che Three uccida presumibilmente Astral. Mentre gli amici di Yuma cercano di aiutare Yuma a ripristinare la sua memoria, anche Three usa il suo potere contro di loro. È allora che la figura di Kazuma all'interno della chiave di Yuma riesce a rompere i poteri di Three e fargli riguadagnare la memoria. Dopo aver appreso della morte di Astral, Yuma ricorda il consiglio che le ha dato e distrugge Machu Mech con Utopia, ma Three evoca un nuovo mostro Numero, Numero 6: Cronomalia Atlandis.

Yuma evoca Raggio Utopia, ma Three riesce a fermare il suo attacco. È allora che Quest'ultimo inizia a sentire gli effetti collaterali dell'uso di Cronomalia Atlandis con il potere di Tron e attiva una carta trappola che farà perdere entrambi al suo prossimo turno. Tuttavia, la carta trappola inizia anche a distruggere dove si trova attualmente nel mondo reale, senza che Three sia in grado di fermarlo. Yuma poi afferma che potrebbero essere in grado di salvare tutti usando il potere di Zexal. Three quindi gli permette di usare il proprio potere per questo, nonostante sia pericoloso. Quindi lo usa e rompe la maledizione e può quindi resuscitare Astral. Mentre Atlandis assorbe Three, Yuma e Astral si uniscono per ritrovarsi nella loro forma Zexal, evoca ZW - Arc Phoenix per aumentare la potenza del Raggio Utopia e riescono a vincere il duello.

Yuma e i suoi amici, insieme agli altri finalisti, sono invitati a un evento speciale del grande duello mondiale. Yuma ha problemi ad entrare perché ha dimenticato il suo invito, ma finalmente vuene aiutato da Nistro. Durante l'evento, molte conversazioni si svolgono tra i finalisti, tra cui Kite, Shark, Four, Five, Nistro e Dextra. Mentre la festa va avanti, il discorso di Mr. Heartland viene interrotto dall'arrivo di Tron, che gli dice che lo distruggerà. Poi guarda Yuma e Astral prima di scomparire. La festa riprende, ma si trasforma in caos quando colui i cui vestiti Flip ha preso per infiltrarsi nel gruppo torna all'inseguimento Dopo la festa, Yuma ha una breve conversazione con Kite. Mentre Five assume un gruppo di duellanti noti come Fall Guys per prendere di mira Yuma.