在四十多年前，人类在火星上发现了一种先天文明——“Aldnoah”的技术。随着火星殖民和科技垄断意见的扩大，地球与火星之间的摩擦日益加剧。
在休战状态下的地球正在与火星进行和平谈判，当公主艾瑟依拉姆（雨宫天 配音）以亲善大使身份访问了地球时，她的游行车遭到了恐怖分子在日本新芦原市的导弹攻击。火星帝国将这一事件视为地球的宣战公告，随即对地球各国发出攻击，两个星球之间的战争重新爆发。
受过格斗技术和人型战斗器训练的高中生界冢伊奈帆（花江夏树 配音）与伙伴们参加了机甲骑兵之战。此时，公主的侍从斯雷因（小野贤章 配音）也被卷入了这场混乱中，为救出帝国公主而奋斗。
