Cerita ini berkisah sembilan semesta paralel dari Riders Heisei Kamen sebelumnya bergabungan menjadi satu, sesuatu yang akan menghancurkan semua dunia. Untuk mencegah hal ini, Tsukasa Kadoya berubah menjadi Kamen Rider Decade dan diberitahu bahwa untuk menyelamatkan dunianya sendiri ia harus bepergian dengan Natsumi dan kakeknya ke Dunia Kamen Rider lain disebut A.R. Worlds (Rider Dunia lain atau Dunia Reality Alternatif) dan mengalahkan Riders lainnya. Sepanjang jalan, menghadapi Narutaki misterius dan pencuri Daiki Kaito, mereka bergabung dengan Yusuke Onodera dari Dunia Kuuga dan Kivala dari Dunia Kiva.