Câu chuyện xảy ra vào thời đại mà nhờ các thành tựu từ các thành phố trong khôn gian, 70% nhân loại đều đã sống bên ngoài không gian. Không gian giờ được kiểm soát bởi 2 thế lực lớn "Liên hiệp quan sự khối Dorushia" và "Vành đai hợp chủng quốc Hoa Kỳ đại tây dương" (ARUS). Có một nước trung lập tên Jiouru có nền công nghiệp rất phát triển.
Câu chuyện lấy bối cảnh ở Nhật Bản vào năm 2020. Câu chuyện xoay quanh Shin Hazama, và một phiên bản của chính anh ta đã sống một cuộc sống khác ở một Nhật Bản khác xuất hiện. Một vết nứt mở ra trong cuộc sống hàng ngày mà anh nghĩ rằng không thể thay đổi.
Sau thành công của OVA , sky girls giờ đây đã đc tái bản lại dưới dạng TV series gồm 26 ep bởi hãng J.C.Staff. Câu truyện nói về thời kì lần thứ 3 con người bị đe dọa và phải chiến đấu với kẻ thù có tên là Worms. mọi thứ vũ khí hủy diệt đã được dùng nhằm đánh bại kẻ thù, nhưng 10 năm sau worms đã trở lại một lần nữa. Sky girls là tên một tiểu đội gồm những cô gái đc đào tạo để điều khiển những cỗ máy mang tên Sonic Divers với nhiệm vụ đánh đuổi chúng.
Những cô gái sống tại một thành phố nhỏ đã thực hiện một nghi thức đặc biệt. Họ là những cô nàng đến từ câu lạc bộ Crystal Radio - một câu lạc bộ thú vị, nơi cô nàng Asuka Tsuchimiya dành những ngày tháng vui tươi bên bạn bè mình.
Brandon Heat và Harry MacDowel hai người bạn thân, họ sống một cuộc sống vô tư lự ngoài vòng pháp luật cùng với những người bạn của mình, nhưng bị kịch diễn ra sau khi tất cả những người bạn của họ đều bị mưu sát. Trên đường bỏ chạy, cả hai vô tình gia nhập vào Millennion, một tổ chức Mafia khét tiếng. Câu chuyện bắt đầu từ đây.