196x年、人類は相変わらず無益な戦争を繰り返し、その悪評ははるか遠くの銀河連盟の耳にも届いていた。そこで銀河連盟はW3（ワンダースリー）と呼ばれる銀河パトロール要員の3人を地球に派遣して1年間調査を行い、そのまま地球を残すか反陽子爆弾で消滅させるかを判断させることにした。ボッコ、プッコ、ノッコ（マガジン版では隊長、ガーコ、ノンコ）の3人は地球の動物の姿を借り調査をすることにし、それぞれウサギ、カモ、ウマとなる。星真一少年は負傷していたW3を自宅の納屋にかばい、彼らと行動を共にすることになる。一方、真一の兄、光一は世界平和を目指す秘密機関フェニックスの一員として工作活動に従事していた。（マガジン版はここまで）
W3は初めこそ地球人の暴力性に嫌悪感を抱くが、真一少年の純朴な人柄に触れて考えを改めていく。その後、プッコの不手際で地球を数秒で破壊してしまう反陽子爆弾が悪の組織に渡ってしまう。それを知ったW3や真一達は反陽子爆弾を取り戻そうと立ち向かう。