Shredder, un démon vêtu de noir et maître en arts martiaux, fait régner la terreur. Seule une bande de quatre joyeuses tortues a le courage de l'affronter.

Le Shredder kidnappe Splinter dans le but d'attirer les Tortues à sa propre cause. Afin de sauver Splinter, les Tortues doivent pénétrer dans la forteresse mobile du Shredder, le Technodrome, et braver ses dangereuses armes. Même si elles y parviennent, elles doivent affronter le Shredder lui-même, qui est armé non seulement de la nature de leur origine, mais aussi de ses propres sbires mutants, Bebop et Rocksteady.

Le scientifique Baxter Stockman a créé un robot chasseur de rats: Mouser. Shredder développe alors une grande production de ces robots pour se débarasser de son ennemi Splinter.

Grâce à l'équipement de Baxter, les Tortues se construisent un véhicule armé pour affronter Shredder. De son côté, Shredder ouvre un portail dimensionel dans l'espoir de récupérer de puissantes armes.

Shredder attire Splinter dans le Technodrome, cette fois avec la promesse qu'une arme en sa possession peut redonner forme humaine au sensei. Les Tortues affrontent un Krang géant, désormais doté d'un nouveau corps, en plein cœur de New York. Ils combattent ensuite les troupes de la Dimension X à l'intérieur du Technodrome, ce qui a pour effet de bannir la forteresse et ses occupants insidieux dans la Dimension X elle-même.