約四十年前，人類在火星發現史前文明“Aldnoah”科技。伴隨著火星殖民進程與科技壟斷主張，火星開拓民與地球之間的摩擦越發擴大。2014年，處于休戰狀態的地球與火星正在進行和平談判。火星“薇瑟帝國“公主艾瑟依拉姆（雨宮天配音）以親善大使的身份訪問地球，為打破堅冰做出努力。她的游行車卻在日本新蘆原市遭到恐怖分子的導彈攻擊。火星帝國將其視為地球的宣戰公告，隨即對地球各國發出攻擊，兩個星球間的戰火再次爆發。受過格斗技與人形戰斗兵器訓練的地球高中生界冢伊奈帆（花江夏樹配音）與伙伴們加入機甲騎兵戰斗。與此同時，公主的侍從斯雷因（小野賢章配音）亦卷入戰爭，為救出帝國公主而努力。
