Akcja rozgrywa się setki lat po wydarzeniach z oryginału. Yamato 2520 opisuje przygody osiemnastej statku kosmicznego noszącego tę nazwę oraz jego walkę z Federacją Seiren. Na planecie surowo rządzona przez Federację Serien grupa nastolatków z Ziemi odkrywa starożytny wrak bitewnego statku Federacji Ziemi, Yamato. Kradnąc jego dysk z danymi, nastolatkowie są w stanie wykorzystać zautomatyzowane stocznie Serien do zbudowania nowego Yamato.