Japonya tarafından geliştirilen dış iskelet silahı Infinite Stratos (IS), yalnızca kadınlar tarafından kullanılabilmektedir. Gücü ve savaş yetenekleri o kadar büyüktür ki, uluslararası bir anlaşmayla askeri amaçlarla kullanılması yasaklanmıştır. Ancak 15 yaşındaki Ichika Orimura’nın IS kullanabilen tek erkek olduğu keşfedildiğinde, zorla yalnızca kız öğrencilerin kabul edildiği Infinite Stratos Akademisi’ne kaydedilir. Bu yatılı okulda öğrenciler, IS pilotu olmak üzere eğitilir. Ichika burada çocukluk arkadaşları Houki Shinonono ve Lingyin Huang ile yeniden bir araya gelir ve Birleşik Krallık’ın IS temsilcisi Cecilia Alcott ile arkadaşlık kurar. Efsanevi bir pilot olan ve aynı zamanda Ichika’nın ablası olan katı sınıf öğretmenleri Chifuyu Orimura'nın rehberliğinde, Ichika ve kızlar, heyecan dolu okul hayatları boyunca ortaya çıkacak tehlikelere karşı kendilerini ve akademilerini korumak için ellerinden gelen her şeyi yapmak zorundadır.