"Mobile Suit Gundam 0083: Stardust Memory" ist eine 13-teilige OVA-Serie, die im Universal Century-Zeitalter der Gundam-Reihe spielt. Die Handlung beginnt im Jahr 0083, drei Jahre nach dem Ende des One Year War zwischen der Erde und den Principality of Zeon. Die Earth Federation testet auf der Kolonie Konpeit Island einen neuen Prototypen des Gundam, den RX-78GP02A Gundam "Physalis", der mit einer Atomwaffe ausgestattet ist. Während der Tests wird die Kolonie von ehemaligen Zeon-Soldaten unter der Führung von Anavel Gato, auch bekannt als "The Nightmare of Solomon", angegriffen. Gato gelingt es, den Gundam zu stehlen und mit der Atomwaffe zu fliehen.

Die Earth Federation setzt daraufhin die mobile Einheit Albion ein, um den gestohlenen Gundam zurückzuholen. Der junge Pilot Kou Uraki, der auf der Albion stationiert ist, wird mit dem zweiten Prototypen, dem RX-78GP01 Gundam "Zephyranthes", ausgerüstet, um Gato zu verfolgen. Während der Verfolgungsjagd entwickelt sich eine Rivalität zwischen Kou und Gato, die durch ihre unterschiedlichen Ideologien und Loyalitäten geprägt ist. Kou, ein unerfahrener Pilot, muss sich in einer Welt voller politischer Intrigen und militärischer Konflikte behaupten, während Gato als Veteran des One Year War von der Wiederbelebung der Zeon-Ideale getrieben ist.

Die Handlung führt die Charaktere von der Erde ins All, wo die Spannungen zwischen der Earth Federation und den verbliebenen Zeon-Kräften eskalieren. Die Zeon-Rebellen planen, die Operation Stardust zu starten, bei der eine Kolonie auf die Erde gestürzt werden soll, um die Machtbalance zu verändern. Kou und die Besatzung der Albion versuchen, dies zu verhindern, während sie gleichzeitig mit internen Konflikten und der wachsenden Bedrohung durch Gato konfrontiert sind. Die Serie thematisiert die moralischen Grauzonen des Krieges, die Loyalität der Soldaten und die Konsequenzen politischer Entscheidungen.

Neben Kou Uraki und Anavel Gato spielen weitere Schlüsselcharaktere eine wichtige Rolle. Nina Purpleton, eine Ingenieurin und Kou's romantisches Interesse, ist an der Entwicklung der Gundam-Prototypen beteiligt. Cima Garahau, eine ehemalige Zeon-Kommandantin mit eigenen Ambitionen, agiert als wildcard in dem Konflikt. Die Serie endet mit dem Abschluss der Operation Stardust und den weitreichenden politischen Folgen, die den Weg für die Entstehung der Titans, einer militaristischen Fraktion innerhalb der Earth Federation, ebnen.