یو☆گی☆اوه! 5Ds در آینده نه چندان دور، به دنباله ی یو☆گی☆اوه! دوئل هیولاها GX روایت میشود. به دنبال پایه و اساس کارگردان، برنامه روی بازی کارتی دوئل هیولاها تمرکز دارد. نئو دومینو سیتی، یک شهر تکامل یافته ی جدید بزرگ ترین شهر جهان است که توسط مدیرش، رک گادوین اداره میشود. ستلایت، دومینو سیتی قدیمی بازنامگذاری شده، الان منطقه اصلی دفع زباله است و ساکنان آنجا، ستلایت ها در شرایط وخیمی هستند و از دوئل کردن محرومند. فودو یوسِی، شخصیت اصلی برنامه، یک D-Wheel ساخته است (برای نوع جدید دوئل یعنی رایدینگ دوئل استفاده میشود) به امید این که بتواند به نئو دومینو سیتی فرار کند. خشمگین برای انتقام گرفتن از جک اطلس، شاه رایدینگ دوئل، او موفق شد فرار کند و برای کارت عزیزش، استارداست دراگون، با جک دوئل کند. با این حال وقتی استارداست دراگون همراه کارت اصلی جک یعنی رد ریمنز دراگون، یک کریمسون دراگون عجیب ظاهر شد و به همراه آن یک علامت ماه گرفتگی عجیب روی بازوی یوسی ایجاد شد. از اینجا به بعد، یوسی و دوستانش به دنیایی از تاریکی کشیده میشوند که در آن باید به روش خودشان دوئل کنند و برای نجات دنیا از نابودی ای که به زودی فرا میرسد تلاش کنند.