Cốt truyện xảy ra vào 10 năm sau của Yu-Gi-Oh phần đầu. Lúc này Yugi Muto đã trở thành một tượng đài bất diệt trong làng bài ma thuật. Nhân vật chính của series là Yuki Judai, một thiếu niên đam mê bài ma thuật quyết tâm trở thành Vua đấu bài. Cậu tham dự kỳ thi tuyển vào học viện đào tạo bài thủ Duel Academy và được xếp vào nhà Osiris Red. Tại học viện, Judai làm quen được nhiều bạn mới như cậu bạn Sho, Misawa của nhà Ra Yellow, cô nàng Asuka Tenjouin của nhà Obelisk Blue…. và cả đối thủ mới như quý công tử Manjoume kiêu ngạo. Yu-Gi-Oh! GX sẽ dẫn dắt người xem qua 3 năm học của Yuki Judai cùng nhóm bạn. Qua từng thời kỳ, nhóm bạn phải đối đầu với những âm mưu, những kẻ thù và những mối nguy hiểm khác nhau để rồi từng bước dần trường thành, trở thành những bài thủ chân chính cự phách.