故事以只有女性能使用的世界最強兵器「Infinite Stratos（IS）」為中心展開。由于IS的出現徹底顛覆了傳統戰爭格局，全球進入女尊男卑的時代。男主角織斑一夏意外覺醒了操控IS的能力，成為全世界唯一能使用該武器的男性。這一特殊性使他被迫轉入專門培養IS操縱者的「IS學園」，在這所女性占絕對主導的學校里引發轟動。圍繞這位特殊存在的女生們不僅包括青梅竹馬的劍道少女、傲嬌的優等生以及異國公主等各具特色的同伴，更因IS比試、日常互動產生接連不斷的校園喜劇事件。隨著學園祭和國際對抗賽等關鍵節點的推進，一夏在應對少女們復雜心思的同時，也逐漸揭開IS真正起源與自身特殊性的關聯。