История разворачивается в далёком будущем. На безжизненной поверхности Земли человечество возводит мобильную крепость Плантацию. Дети, живущие там, ничего не знают о мире за пределами Плантации и растут в ней как птицы в клетке.
Всё их детство проходит в подготовке к важной миссии. Дети вынуждены пилотировать высокотехнологичных роботов, называемых Франксами, чтобы оказывать сопротивление опасным монстрам. Их враги — гигантские загадочные формы жизни, известные как клаксозавры. Для детей пилотирование Франкса является сутью существования.
Мальчик по имени Хиро, носящий код «016», до недавних пор считался очень одарённым ребёнком. Однако, после того как парень провалил экзамен по управлению роботом, он почувствовал, что жизнь утратила свой смысл. Но однажды он встречает таинственную девушку Зеро Ту, у которой на голове растут два маленьких рожка...
Такеру просыпается в своей комнате спустя 3 года после событий, описанных в Muv-Luv Unlimited. Поначалу он думает, что все, что с ним было это всего лишь сон, но выйдя за пределы дома, постепенно приходит осознание того, что это не так.