Mega Man Zero utspelar sig 100 år efter händelserna i Mega Man X-serien. Till skillnad från övriga serier så följer vi här inte Mega Man i någon form, utan istället Zero som först introducerades i X-serien.

Efter att ha varit nedsövd i 100 år väcks Zero upp ur sin dvala och kastas omedelbart in i ett pågående krig. Världen styrs med järnhand av den tyranniska styrkan Neo Arcadia, och Zero måste tillsammans med den rebelliska Resistansen sätta stopp för deras brutala attacker.

Samtidigt som Zero utför olika uppdrag åt Resistansen så brottas han också med en kraftig minnesförlust av sitt förflutna, och måste på något sätt ta reda på sitt syfte och vem han är.