Film anime One Piece Film: Z menghadirkan petualangan besar Bajak Laut Topi Jerami saat berhadapan dengan musuh berbahaya bernama Zephyr, mantan laksamana Angkatan Laut yang ingin menghancurkan Dunia Baru.

Kisah dimulai ketika Zephyr, pemimpin kelompok Neo Marines yang dikenal sebagai "Lengan Hitam", menyerang markas Angkatan Laut di Pulau Firs dan mencuri Batu Dyna, senjata berkekuatan dahsyat yang mampu memicu letusan gunung berapi. Dalam kekacauan tersebut, Zephyr terlempar ke laut dan kemudian ditemukan oleh Luffy serta kru Topi Jerami.

Setelah sadar, Zephyr mengetahui bahwa penyelamatnya adalah bajak laut dan langsung menyerang mereka. Dengan bantuan dua anak buahnya, Ain dan Binz, Zephyr berhasil mengalahkan Luffy dan membuat kru Topi Jerami terdesak. Ain bahkan menggunakan kekuatannya untuk mengubah usia beberapa anggota kru menjadi lebih muda.

Dalam upaya menghentikan rencana Zephyr, Luffy dan kawan-kawan mencari tahu masa lalu sang mantan laksamana. Terungkap bahwa Zephyr dulunya adalah sosok terhormat di Angkatan Laut. Namun hidupnya hancur setelah istri dan anaknya dibunuh bajak laut, lalu ia kehilangan lengan dan murid-muridnya akibat serangan bajak laut lain. Kekecewaan itu membuatnya meninggalkan Angkatan Laut dan membentuk Neo Marines.

Zephyr kemudian menjalankan rencana ekstrem dengan menghancurkan tiga titik vulkanik bernama End Points. Jika ketiganya meletus bersamaan, seluruh wilayah Dunia Baru akan musnah dan jutaan nyawa terancam.

Pertempuran puncak terjadi di End Point terakhir. Bajak Laut Topi Jerami berhasil mengalahkan pasukan Neo Marines dan para Pacifista. Luffy lalu menghadapi Zephyr dalam duel sengit yang menghancurkan Battle Smasher, senjata andalannya. Meski berhasil menang, Luffy memilih tidak membunuh Zephyr.

Menyadari bahwa kebenciannya telah membawanya terlalu jauh, Zephyr menyesali tindakannya dan meminta maaf kepada Ain serta Binz. Namun sebelum semuanya berakhir, Kizaru dan pasukan Angkatan Laut datang untuk menangkap semua pihak yang terlibat. Demi memberi kesempatan bagi yang lain untuk melarikan diri, Zephyr memilih menghadapi para marinir seorang diri hingga akhirnya gugur karena luka-lukanya.

Film ini menampilkan pertarungan spektakuler sekaligus kisah tragis tentang seorang pahlawan yang berubah karena kehilangan dan dendam.