玩家開始《超級機械人大戰X》後，就要選擇使用男主角，還是女主角，由於選擇不同的主角，會影響故事前往不同的關卡，所以玩家需因應自己的選擇，參考前往的故事關卡。另外，要進入IF路線需要達到一定條件才可以前往，詳細請參考分歧表的下方部部。以下是整個遊戲故事路線圖…
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| 第0話 | 誓言之旅, 啟程(誓いの旅立ち) | ||
| 第1話 | 男主角-伊歐利 | 女主角-安瑪莉 | |
| 旅行的序章 (旅の序章) | 相遇,以及開端(出会い、そして始まり) | ||
| 第2話 | 挺身戰鬥吧,救世主 (立ち上がれ、救世主！?) | 救世主小渡(救世主ワタル！) | |
| Special | Special Scenario 魔装機神 | ||
| 第3話 | 海藍結晶的少女(ブルーウォーターの少女) | ||
| 第4話 | 流浪聖戰士(流浪の聖戦士) | ||
| 第5話 | 海盜部隊的G (海賊部隊のG) | ||
| 第6話 | 來自異世界之物(異界から来るもの) | ||
| 第7話 | 那片天空的邂逅(あの空の出会い) | ||
| 第8話 | 異界的戰爭(異境の戦い) | ||
| 第9話 | 該踏上的路(進むべき道を) | 暗闇の灯火 | |
| 第10話 | 因緣螺旋(めぐり合う螺旋) | ||
| 第11話 | 命運二人(宿命の二人) | ||
| 第12話 | 靈光戰士, 翔空(オーラバトラー飛翔) | ||
| Secret | 名為意念的靈光 (想いというオーラ) | ||
| 第13話 | 娜狄亞的出走(ナディアの家出) | ||
| 分歧 | 往創界山 （選擇打倒多惡達） |
往瑪娜國 （選擇瑪娜國調查組） |
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| 第14話 | 再見亞捷那爾(再会のアルゼナル) | ターゲット確認 | |
| 第15話 | 勇者特急, 到站(勇者特急、到着) | 片翼の二人 | |
| 第16話 | 照耀黑暗的太陽(闇を照らす太陽) | 戦場の再会 | |
| 第17話 | 沉眠的魔王(眠る魔王) | ||
| 第18話 | 覺醒的決心(目覚める決意) | ||
| 第19話 | 訣別(決別) | ||
| 第20話 | 宇宙與大地(宇宙と大地と) | ||
| 分歧 | 往地上 | 往宇宙 | |
| 第21話 | 灼熱激戰(灼熱の激闘) | 未知の宇宙 | |
| 第22話 | 極寒死戰(極寒の死闘) | レイハントンの血 | |
| 第23話 | 龍王咆哮 | ||
| 第24話 | 偉大的勇者(偉大な勇者) | ||
| 第25話 | 魔從教團 | エンデの名の下に | |
| 第26話 | 希望之翼(希望の翼) | 自由という翼 | |
| 第27話 | 命中注定的對手(宿命のライバル) | ||
| 第28話 | 暗黑與光明(闇と光) | ||
| Secret | 最凶惡VS最強大(最凶VS最強) | ||
| 第29話 | 薔薇的狂戰士(薔薇のバーサーカー) | ||
| 分歧 | 對付多惡達 | 對付密斯路基(ミスルギ) | |
| 第30話 | 正義與友情(正義と友情と) | 胸の中の嵐 | |
| 第31話 | 尼莫的秘密(ネモの秘密) | ふたりの絆 | |
| 第32話 | 來自過去的亡靈(過去からの亡霊) | 金星から来た災い | |
| 第33話 | 白色羽翼(白き翼) | シャアの迷い | |
| 第34話 | 陶德之上(ビヨン・ザ・トッド) | 完全な世界 | |
| 第35話 | 再登顛峰(さらなる高みへ) | ||
| Secret | 紅色彗星的堅持(赤い彗星の矜持) | ||
| 第36話 | 決戰密斯路基皇國(決戦、ミスルギ皇国) | ||
| 第37話 | 步向無人知曉的未來(誰も知らない明日へ) | ||
| 第38話 | 不熟悉的故鄉(見知らぬ故郷) | 私の大切な場所 | |
| 第39話 | 教條的意義(ドグマの意味) | 帰るべき世界 | |
| 第40話 | 樂園終幕(楽園の終わり) | ||
| 第41話 | 突破天際的螺旋(天を貫く螺旋) | ||
| Secret | 舒華新力加的秘密(シュワルビネガーの秘密) | ||
| 第42話 | 以正義之名(正義の名の下に) | ||
| 分歧 | 創界山路線 | 復國路線 | |
| 第43話 | 逐漸崩壞的世界(崩れ始める理) | それぞれの決着 | |
| 第44話 | 真相默示錄(真実の黙示録) | あの空に還る未来で | |
| 第45話 | 王者的資格(王者の資格) | 光る風の中 | |
| 第46話 | 新生皇帝(新たなる皇帝) | ||
| 第47話 | 繼承星星者(星を継ぐ者) | ||
| 第48話 | 黑暗之王、光明勇者(暗黒の王、光の勇者) | ||
| 分歧 | 通常路線 主人跟各位一定能獲勝 |
IF路線* 今後將會有超乎想像的敵人來襲 |
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| 第49話 | 艾爾‧ 瓦司的真相(アル・ワースの真実) | 不絕湧現的敵群(果てしなき群れ) | |
| 第50話 | 黑間之中(闇の中で) | 起死回生 | |
| 第51話 | 天空裡閃耀的,全都是未來(天の光はすべて未来) | 可能性的宇宙(可能性の宇宙) | |
| 最終話 | 僅限於此世界(ここにある世界) | 永遠的艾爾‧ 瓦司(永遠のアル．ワース) | |
*需要達到一定條件才會出現IF路線的選項
在第48話完結後，只要達成條件霍普斯會向主角提出兩個選擇「主人跟各位一定能獲勝 (マスター達ならば、きっと勝てると思う)」及「今後將會有超乎想像的敵人來襲(今後、想像を絶する敵が来ると思う)」，依據以前《V》的經驗，相信是跟X-CROSS隊伍中有幾多皇牌機師有關。估計在第49話結束後，需要有25個駕駛員成為皇牌機師（即撃墜數達60,如有「エースパイロット」技能為50）及有1位駕駛員成為大皇牌機師（即撃墜數達80,如有「エースパイロット」技能為70）。除此之外，工廠「Magic自訂」需要解放GRADE 6才可以令這個選擇出現。
