1966年（昭和41年）10月30日放送。
監督・脚本 飯島敏宏（脚本は「千束北男」名義）
特撮監督 高野宏一
STORY
人類初となる金星探査ロケット「おおとり」号が打ち上げられようとしていた。
このロケットには開発者である毛利博士自らが飛行士として乗り込むことになっており、人々が見守る中ロケットは無事打ち上げられた。
大気圏を離脱し、金星へと向かうおおとり号。船内の様子がモニタリングされていた科学特捜隊本部に不審な電波が飛び込んできた。イデ隊員はすぐさま宇宙語翻訳機「パンスペース・インタープリター」に接続、そしてモニターに飛び込んできたのは…
ウルトラマンによって全滅させられたはずのバルタン星人だった
彼らはスペシウム光線によって宇宙船を破壊され、20億3千万の同胞ほとんどを失ったものの、わずかな生き残りが居住可能な惑星「R惑星」にたどり着くことができた。しかし地球を諦めたわけではないバルタン星人たちは人類への復讐戦を宣言、手始めにおおとり号を襲撃したのであった。
おおとり号救出のため、科特隊は岩本博士に依頼しジェットビートルに水爆の原理を応用した「ハイドロジェネート・サブロケットエンジン」を搭載・改装し、ムラマツキャップ・ハヤタ隊員・アラシ隊員の3名がおおとり号救出のため宇宙へ出撃していった。
一方そのころおおとり号では
「さあ、宇宙船のみんなを指揮して地球へ出発だ！」
手のひらサイズのバルタン星人に命令を発している毛利博士の姿があった。
バルタン星人がおおとり号を襲った目的はここにあった。毛利博士の体を乗っ取り（具体的な描写はないが毛利博士自身はこの時死亡したものと思われる）科特隊に救助を依頼する一方、別動隊が手薄となった地球を占領してしまうというものであった。
そしてウルトラマンについても同時に2か所で戦闘を行えば手も足も出ないという読みがあった。
しかしその読みも我らがイデ隊員によって覆されてしまう。
「弓矢八幡、マルス133の威力を受けてみよ！」＜イデ＞
イデの新兵器「マルス133」によって地球攻撃部隊はほうほうの体で宇宙船へ退却、光波バリアーで防御しながら工業地帯を襲うも地球を占領することはかなわなかった。
そして「毛利博士」を救出したムラマツ達は地球へ帰還しようとした矢先、笑いながら念力を発した「毛利博士」によってある惑星へと不時着してしまう。
ついに正体を現したバルタン星人二代目に対し、ハヤタはベーターカプセルを使いウルトラマンに変身、スペシウム光線を放つも胸部に隠されていた新兵器「スペルゲン反射鏡」によって跳ね返され、さらに重力嵐で視界を奪われてしまう。
しかしここでもバルタン星人の読みが外れてしまう。ウルトラマンはとびかかってきたバルタン星人に対して新技「八つ裂き光輪」を使い、真っ二つにしてしまうのであった。
そして最後の誤算はウルトラマンの瞬間移動技「テレポーテーション」であった。地球へ移動したウルトラマンは、バルタン星人の光波バリアーで八つ裂き光輪も跳ね返されてしまうも、目からの光線「ウルトラアイスポット」で光波バリアーを無効化、再度八つ裂き光輪を放ちこれを倒した。
テレポーテーションの使用で「死んだように眠っている」（アラシ談）ハヤタ、ムラマツ、アラシの3人も岩本博士が開発したロケット「フェニックス号」で救出され、地球へ帰還することができた。
余談
・毛利博士を演じた池田忠夫氏は今話に先立つ第9話「電光石火作戦」にゲスト出演したほか、快獣ブースカ、ファイヤーマンなどにゲスト出演歴を持つ。
・ウルトラマン第2の必殺技「八つ裂き光輪」や科特隊の主力戦闘機「ジェットビートル」第2の派生型「宇宙ビートル」、第3のレギュラー携行火器「マルス133」が初登場するなどこの後の回で影響を与える技や兵器が登場するなど重要な回となった。
