続く企画書『帰って来たウルトラマン』では、北海道のカドクラ牧場で働くバンを慕う牧場主の子供のカオル、マサユキ姉弟や特訓による必殺技の獲得などの要素が盛り込まれたが、バンはウルトラマンの仮の姿という扱いであった[出典 5]。企画書としてはこれが最終稿であるが、最終的なストーリーはプロデューサーの橋本洋二と脚本家・上原正三との間で詰められた[8]。そして、橋本と上原、熊谷健と円谷一の間で討議が重ねられ、『ウルトラマン』の続編の色が強かった企画案とは違い、ウルトラマンの力を得た未熟な青年がMAT内の摩擦の中で成長していく橋本が得意とする人間ドラマを主体とした物語となった[13]。これにより、企画の決定は1970年末、または1971年早々までずれ込むことになった。そして、1971年2月6日にクランクインしたが[12]、結果として、前年10?11月までに準備しなければならないタケダアワーでの放送は断念され、TBSが直接管理していた複数スポンサー枠の金曜19時台に放送されることになった[5]。
物語の展開
初期の展開

『ウルトラマン』の主人公・ハヤタが人間的な隙のないヒーローとして描かれ、『ウルトラセブン』の主人公・モロボシ・ダンも私生活まで踏み込んだ演出は行われなかった。しかし、本作品の主人公・郷秀樹は、レーサー志望の平凡な一市民として設定され、私生活面では彼の家族的な立場である坂田兄弟がレギュラーとして登場する[10]。また、主人公がウルトラマンとしての能力に慢心したり、超能力を持つゆえにMAT隊員と軋轢を生むなど、日常的な困難を乗り越えるための努力が強調された。変身後のウルトラマンもしばしば怪獣に対して苦戦したり敗北したりしている。こうした作劇が、後年の評論で「人間ウルトラマン」と呼ばれている[14]。これについてメインライターの上原正三は、『ウルトラマン』と同じようなことをやろうとしても模倣にしかなりえないため、差別化として崇高さのある初代ウルトラマンに対し子供と同じ目線にし、『柔道一直線』のような未熟な若者が組織や戦いの中で鍛えられ成長していく様を描いたと述べている[15]。

第1期ウルトラシリーズを放送していたタケダアワーがSF路線や怪奇路線から転換して『柔道一直線』となるなど、当時の子供たちの流行がスポ根ものに移行していったことから、本作品でもその要素が意識されている[10][16]。

当初は前述のような郷の苦悩と成長などシリアスなドラマ性が強く打ち出された。その中で、

郷秀樹の挫折と再起を描いた第2話「タッコング大逆襲」

「スポ根もの」要素を取り入れた第4話「必殺! 流星キック」

二大怪獣とMATの激突を劇場怪獣映画並みのスケールで描いた第5話「二大怪獣 東京を襲撃」と第6話「決戦! 怪獣対MAT」

など新たなタイプの秀作が生まれ、新たな試みがなされた。しかし、人気番組『ウルトラマン』の後継作として本作品に期待される視聴率の水準は高いものがあり（TBS側では30%台を期待していた）、1クール目の視聴率はその期待に沿うものではなかった。その原因としては、人間ドラマを中心に置いた内容が幼児たちに充分受け入れられなかったこと[8]、予算的な問題で舞台が市街地や山間部、島嶼になる場合が多く、都市破壊の爽快さを欠いたことなどが挙げられている。
中盤の展開

この状況で円谷プロは、アンケート調査や主な連載誌である学年誌での読者調査などのマーケティングを行い、ウルトラマンの強化や宇宙怪獣の登場などが求められているとの結果を得、第18話のベムスターをはじめとし、宇宙怪獣を数多く登場させた。また、ウルトラマンを救うべく、前作の主人公ウルトラセブンを登場させ、万能武器ウルトラブレスレットを与えさせる。このことにより、ウルトラマンのキャラクター強化に成功している。また、第13・14話では大津波と竜巻による東京破壊を映像化し、その高い特撮技術をアピールしたり、当時人気絶頂のキックボクサーで、本作品の前番組『キックの鬼』のモデルでもある沢村忠を本人役でゲスト出演させた第27話や、放送当時高校生であった小林晋一郎[注釈 2]から投稿された原案を採用した第34話など対外的な話題作りも、番組の知名度アップに貢献した。3クール目以降はほぼ全エピソードが視聴率25%をマークし、製作費も1話平均550万円にまで増額されることになった[5]。

数々の強化策の一方でドラマ面でも強化が図られ、

隊長交代というイベントに文明批評を重ねた第22話「この怪獣は俺が殺る」

内気で弱い少年の目覚めと旅立ちを南隊員の過去と交錯させて描いた第25話「ふるさと地球を去る」

差別への怒りをテーマとして前面に出した第33話「怪獣使いと少年」

など、評価の高い作品が送り出された。特に第31話から第34話は、ちょうど放送月が一致したことで後に一部で「11月の傑作群」と呼ばれたほどで[17]、この時期の視聴率も20%台を順調に維持した。さらに、坂田アキ役の榊原るみが別のドラマへの出演[注釈 3]のためにスケジュール確保が困難になり、第37・38話で坂田健と坂田アキはナックル星人に謀殺されて物語から姿を消し、初代ウルトラマンとウルトラセブンの登場というイベントと相まって、ここで内容的にも視聴率的にも一つの頂点を迎えた。榊原るみの降板後のヒロインは村野ルミ子役の岩崎和子に引き継がれた。
終盤の展開とその後

ドラマ部分として郷の私生活は、坂田家で1人生き残った次郎と、隣人で次郎の姉代わりとなったルミ子を中心に描かれる。特撮部分の強化策として怪獣とそれを操る宇宙人の2体セットでの登場を増やし、娯楽性が強調された。この時期の視聴率（#放映リストを参照）は常に25%以上で推移しており、第2期ウルトラシリーズでは最高視聴率を記録した時期である[3]。

第51話では、バット星人が地球侵略に出ると同時に、その同族たちがウルトラの国に全面戦争を仕掛ける。MAT基地を破壊され、次郎とルミ子を拉致されるなど、郷=ウルトラマンとMATは最大の危機に陥る。自ら操るマットアローが墜落する寸前にウルトラマンに変身した郷に対し、バット星人は自ら育て上げたゼットン（二代目）とともに襲い掛かる。2体がかりの攻撃でウルトラマンを苦しめるが、ブレスレットの能力と自身が編み出した新必殺技「ウルトラハリケーン」でバット星人とゼットンは倒され、ウルトラマンは勝利する。そして、郷はバット星の艦隊からウルトラの星を守るために次郎とルミ子に別れを告げ、2人にはウルトラマンとしての正体を明かしつつ地球を去る[注釈 4]ことで、物語は幕を閉じる。

本作品での歴代ウルトラマンの客演は好評を博し、『ウルトラマン』の最終回（第39話）に登場したゾフィーが長兄に当たる「ウルトラ兄弟」という、雑誌上で設定された捉え方がテレビ作品に導入される一種の「逆流現象」につながった。第51話でのバット星人のセリフにはウルトラ兄弟が明確なものとして用いられており、次作『ウルトラマンA』から本格的にその設定が多用されていく。
時代・舞台設定

本作品の具体的な年代は劇中では明示されていない。非日常的な場所でのロケを多用し、「近未来」や「無国籍」を演出していた前2作品と比べると生活感のある場所での映像が多く、放映年代と同じ1970年代初頭の日本が意識されている。これは、前2作は海外販売が前提に制作されていたが、本作品は純粋な日本国内向けに制作されているためである。劇中で映る日付や、語られる第二次世界大戦の体験[注釈 5]など、現実の日本と重ねた演出が散見される。また、国外の描写はほとんどなく、MATの他国支部の活動もわずかに語られるのみである。

ウルトラ兄弟などの設定により、作品世界は他のウルトラシリーズ作品と繋がっているとされているが、劇中では前2作の作品世界との関係は明示されておらず、バルタン星人Jr.やゼットンの登場、第38話でのハヤタとモロボシ・ダンの登場で暗示されているのみである。また第51話では、郷秀樹が夢の中で初代ウルトラマンとゼットンの戦いを見る場面に『ウルトラマン』第39話の映像が流用されている。

一方、後述のように次作『ウルトラマンA』第10話で本作品の後日譚、第12話では本作品の第26話での出来事が語られた他、『ウルトラマンタロウ』や『ウルトラマンレオ』では郷が登場することから、第2期ウルトラシリーズはすべて同一世界であることが明示されている。
ウルトラ5つの誓い

第51話で郷秀樹が地球を去る時に次郎に伝えた誓いで、次郎はこれを叫びながら郷を見送った。『ウルトラマンA』や『ウルトラマンメビウス』でも使用されている。
一、腹ペコのまま学校へ行かぬこと

一、天気のいい日に布団を干すこと