Die erste Staffel
Der Hauptcharakter Jaden kommt nach einigen Querelen als vielversprechendes Duelltalent zur Duellakademie und macht schnell von sich und seinen Fähigkeiten Reden, so dass er bald sogar die Akademie in einem Duell gegen eine konkurrierende Duellschule (Nordakademie) vertritt und auch als Sieger hervorgeht. Neben vielen neuen Freunden findet er auch zunächst in dem Vizekanzler der Duellakademie Professor Crowler und dem Mitschüler Chazz Princeton erbitterte Gegner, die er jedoch nach und nach auf seine Seite zieht.
Ab Folge 27 geht es dann mit der ersten richtigen Handlung los: Sieben Kopfgeldjäger ( Schattenreiter) sollen im Auftrag des früheren Schulleiters Kagemaru sieben Schlüssel, die den sieben ausgewählten Duellanten anvertraut wurden, stehlen. Mit den sieben Schlüsselfragmenten lassen sich in einer Höhle unter der Duellakademie sieben Steintore öffnen, die zusammen die Geister dreier Dämonen versiegeln. Würden die Dämonen wieder Freiheit erlangen, so würde sich Chaos über die Welt verbreiten. Mit Hilfe der Dämonen will Kagemaru ewige Jugend erlangen. Die sieben Schlüsselwächter sind: Jaden, Alexis, Bastion, Chazz und Zane, sowie die Professoren Crowler und Banner. Nacheinander werden die Schlüsselwächter in Duellen geschlagen und müssen ihre Schlüssel preisgeben, doch im entscheidenden Duell gelingt es Jaden Kagemaru die Stirn zu bieten und die Welt zu retten.
Zum Abschluss des Jahres wird Zane mit einem Graduationsduell verabschiedet, das er mit Jaden bestreiten will. Dieses Duell endet in einem Unentschieden.
Die zweite Staffel
In der zweiten Staffel der Serie hat sich einiges verändert: Kanzler Sheppard hat die Duellakademie verlassen. Dr. Crowler hat die Leitung übernommen, sein neuer Vizekanzler ist der ebenso extravagante Bonaparte. Die beiden sehen sich mit dem Problem konfrontiert, dass die Akademie immer mehr an Popularität verliert und versuchen nun Duellprofis anzuwerben.
Auch Zanes Debüt als Duellprofi ist alles andere als positiv. Nicht nur, dass er bei seiner Niederlage wie ein Amateur aussieht, sein erster Gegner Aster Phoenix verwendet auch das gleiche Deck wie Jaden und kündigt darüber hinaus an, sich als Student der Duellakademie einzuschreiben. Nachdem auch Jaden gegen ihn verliert, verschwinden Zane und Jaden spurlos, und während Zane der Finsternis verfällt, erhält Jadens Deck Verstärkung durch Kartenmonster, die er sich als kleiner Junge einmal selbst ausgedacht hat (NeoWeltraumbewohner).
Sowohl Zane, als auch Jaden und Sheppard, kehren schließlich zurück zur Akademie.
Der weitere Handlungsstrang wird damit fortgesetzt, dass sich der hellseherische Manager von Aster - Sartorius - die blaue Unterkunft der Duellakademie in eine weiße umwandelt und seine "Gesellschaft des Lichts" gründet. Sartorius zieht immer mehr Duellanten der Akademie auf seine Seite, u. a. auch Chazz, Alexis und Bastion, aber alle kehren später der Organisation den Rücken, und Bastion verlässt die Akademie. Mit einem Satelliten im Weltraum will Sartorius die Menschheit erleuchten, doch nach der Niederlage gegen Jaden verliert er seine hellseherischen Fähigkeiten, seine Besessenheit eines bösen Aliens, und der Satellit wird zerstört. Der Gewinner des zwischendrin stattgefundenen GX-Turniers ist Chazz Princeton, wobei Jaden ihm den Turniersieg überließ.
Die dritte Staffel
In der dritten Staffel wird die weiße Unterkunft wieder zur blauen. Jaden, Syrus, Alexis und Atticus sind mittlerweile im vorletzten Jahr an der Akademie, und Blair, welche in Jaden verliebt ist, ist jetzt auch an der Akademie. Die Akademie bekommt besuch von Prof. Viper und den besten Duellanten aus anderen Akademien, Jesse Anderson, Axel Brodie, Jim "Crocodile" Cook und Adrian Gecko. Zunächst wird jeder Duellant auf der Insel mit einem "Bio-Band" von Professor Viper ausgerüstet, und er startet die Überlebensduelle. Jaden und seine Freunde lernen die neuen Duellanten durch Duelle besser kennen, bemerken aber auch gleichzeitig die Wirkung der Bio-Bänder, welche die Duellenergie eines Duellanten aussaugt. Sie kommen hinter das Geheimnis von Viper, und er duelliert sich mit Jaden. Viper verliert, und die gesamte Duellakademie wird in eine andere Dimension versetzt.
Dort taucht auch Bastion wieder auf. In der Duellakademie hat sich einiges verändert: Die meisten Studenten der Akademie sind Zombies geworden, u. a. auch Syrus, Chazz und Dr. Crowler. Schuld daran ist die enorme Energieabnahme der Duellanten mit den Bio-Bändern. Der schüchterne und ängstliche Marcel, welcher sich als Bonapartes Sohn herausstellt, wird von einer Seele besessen und reißt die drei Heiligen Ungeheuerkarten an sich. In einem Duell, in dem Jesse zusammen mit Jaden seine stärkste Karte, den "Regenbogendrachen" spielt, besiegen sie Marcel, welcher befreit wird. Er war von "Yubel" besessen, welche Jaden zu kennen scheint. Mit Hilfe des Regenbogendrachen bringt Jesse Jaden, alle Schüler und die gesamte Akademie wieder zurück, doch er bleibt.
Jaden wird von Gewissensbissen geplagt und will Jesse retten. Mit seinen Freunden öffnet er das Tor zur anderen Dimension. Auch Aster, Zane, Dr. Crowler, Echo und Adrian sind mit von der Partie. Alle sind verzweifelt auf der Suche nach Jesse. Jaden verliert Atticus, Alexis, Chazz und Hassleberry im Duell mit dem Herrscher der Finsteren Welt, seitdem ist Jaden wie ausgewechselt, und wird zu seinem bösen Ich, dem "Obersten König" dem neuen, absolut gnadenlosen Herrscher der Finsteren Welt (jap. Haou Judai). Syrus, Jim und Axel wenden sich von ihm ab. Jim verliert das Duell gegen Jaden, aber mit dem "Auge von Orichalcum", das er Axel übergibt, besiegt Axel ihn und bekehrt ihn wieder zur guten Seite, aber Axel verliert auch sein Leben. Gemeinsam machen sich Jaden, Syrus, Aster, Zane, Dr. Crowler und Echo auf den Weg, um Jesse weiter zu suchen. Sie treffen Adrian, der alles daran setzt, mit Exodia der neue Herrscher der anderen Dimension zu werden, was dazu führt das er Echo für seine Zwecke opfert. Aster opfert sein Leben im Duell, damit Jaden und Co. entkommen können. Der Rest der Gruppe findet Jesse, der aber von Yubel besessen ist. Zane verliert im Duell mit Jesse, aufgrund seiner Finsternis im Herzen (was als ein starkes Herzleiden dargestellt wird) sein Leben. Wenig später wird auch Adrian von Jesse besiegt und in die Finsternis geschickt. Inzwischen verkündet Bastion, zusammen mit der ehemaligen Schattenreiterin Tania, in der Dimension zu bleiben. Jaden tritt nun gegen Jesse an und kann ihn schlagen und retten, aber nun beginnt das wahre Duell gegen Yubel. Aufgrund ihrer unzertrennlichen Freundschaft in der Antike, fusioniert Jaden letztendlich mit "Super-Polimerisation" sich und Yubel. Alle, die man für tot hielt, erscheinen nun durch Yubel wieder in der Duellakademie, ausgenommen Jaden, Bastion und Adrian. Jaden kehrt zwar wieder zurück, doch ist er nicht mehr derselbe, was sich auch dadurch bemerkbar macht, dass er so gut wie nie lächelt.
Die vierte Staffel
In der letzten Staffel befinden sich die Hauptcharaktere in ihrem Abschlussjahr, ausgenommen Hassleberry und Blair. Durch die Verschmelzung mit Yubel ist Jaden vom Kind zum Erwachsenen geworden. Ein neuer Student taucht auf, welcher sich als Yusuke Fujiwara ausgibt, und alle manipuliert, ihn zu kennen. Doch bei Jaden funktioniert der Trick nicht. Gleichzeitig taucht auch ein neuer mysteriöser Gegner auf: Trueman, welcher sich auch Mr. T nennt. Er ist hinter Yusuke her, aber seine wahren Ziele sind noch unbekannt. Auch Zane kehrt zurück, doch immer noch sehr geschwächt von der Finsternis in seinem Herzen, er übergibt seinem kleinen Bruder sein altes Deck und will sich ein neues bauen. Später stellt sich heraus, dass Yusuke nicht Yusuke ist, sondern Honest, sein Duellgeist, auf der Suche nach seinem Meister. Trueman fordert Jaden einige Male heraus, zieht aber immer den kürzeren. Nach einiger Zeit lässt Mr. T zunächst einige Studenten der Akademie, dann alle Menschen in Domino verschwinden, am Ende sind nur noch Atticus, Jaden und Jesse auf der Welt. Es stellt sich heraus, dass hinter Trueman der wahre Yusuke, welcher von Nightshroud kontrolliert wird, steckt. Durch einen Trick besiegt er Atticus, und nun duellieren sich Jaden und Jesse gegen ihn. Jaden kann ihn schlagen und ihm die Finsternis entziehen, sein wahrer Feind ist Nightshroud, die Finsternis, die die ganze Zeit in der Maske steckte und auch Atticus und Yusuke manipulierte. Jaden schafft es, die Menschheit zurückzubringen, Nightshroud auszulöschen und so die Welt der Finsternis zu entziehen. Nun steht die große Gratulation bevor. Jaden setzt sich von den anderen ab und nimmt nicht an der Feier teil. Der geflügelte Kuriboh führt ihn zu den "König der Spiele" Yugi Muto, der ihn auf eine Reise in die Vergangenheit schickt, auf der er das, was er verloren hat, wiederfinden soll. Yugi und Jaden duellieren sich, während des Duells findet Jaden wieder, was er bei den ganzen anderen Duellen verloren hat, und das Duell ist vorbei. Jaden findet sich in der Wüste wieder und macht sich auf die Suche nach einem neuen Abenteuer mit Banner und der Katze Pharao. Hier endet Yu-Gi-Oh! GX.