西历2071年，迷之机械细胞群突然末尾了世界规模的人类征伐作战方案。2074年，经过临时抗战之后，处于优势的人类动用了最终破坏兵器，为了歼灭朋友，甚至不惜付出牺牲自己国度庞大疆土的代价。于是主要大陆被分红了数块，南极大陆也消逝了，地球上的50%以上的陆地被海水所淹没。大战经过了十年后……　　原本在大战中受伤而退伍不再当飞行员的冬后大佐，却突然接到了特殊命令。担任教育驾驶日本海军秘密研发的、聚集了一切最新设计理念的新武器的飞行员们。令人惊讶的是，这三名飞行员候补生都是十几岁的女孩子。精英军人家庭中生长的一条瑛花也就算了，看着与战争看起来扯不上边的IQ200的天赋少女园宫不幸、以及看起来独一的优点就是有肉体的少女樱野音羽这两团体，冬后哑口无言……在严酷的训练中，三人之间的羁绊也越来越深了。　　被称为“SKY GIRLS”的少女们，背负着人类的未来和希望。如今正飞翔在这宽广的天空中！！