第 1 季

来参加新型LBX发布会的璃子，在触碰到作为给父亲买的特产——LBX福袋中的模型套件瞬间，转移到了异时空，作为装甲娘“刺客”降落在平行世界的大地。在被称为第二次时空震的超常现象袭击中，她把眼前人类与谜之金属生命体米梅西斯死斗的景象误以为是VR游戏而参战，却完全不是对手，而且不知为何被敌人攻击到会感到疼痛……。被拯救她于危难的前辈装甲娘们告知这是现实后，璃子下定决心要在这个世界作为装甲娘活下去……虽然本应如此，但现实并非如此。

璃子与前辈装甲娘京香、唯、海阳、凉凉乃一起，作为游击队员，乘坐由AI奈特控制的装甲车开始旅途。在补给停留的御殿场，她们看到了仿照装甲娘Master Command塑造的雕像，那正是昔日为保护此地免受米梅西斯侵害而战死的少女沙耶香的形象。就在璃子还未完全体会到自己也是与死亡相邻之时，以杀死沙耶香的大型米梅西斯为核心的大群敌人汹涌袭来。

璃子等人在大型米梅西斯“蜘蛛”的猛攻下苦战。作为狙击手的璃子初战惨淡，但经由凉凉乃的分析制定了起死回生的作战。使这个以现有火力无法实现的作战成为可能的，正是已故装甲娘沙耶香留下的LBX Master Command的部件。然而，正在对其进行强化改造的年轻男子，却打算亲自携带它挑战蜘蛛。他比任何人都哀悼沙耶香，对完全依赖装甲娘、无所作为的“区域居民”抱有疑问与愤怒，一直等待着自己手刃仇敌的机会。

接收到向装甲娘求救信号的璃子等游击小队，正前往信号源京都。但她们陷入了时空歪曲的无限循环，无法入浴，在与米梅西斯无休止的战斗中疲惫不堪，五人乘坐的装甲车舱内弥漫着类似社团活动室的气味。就在粮食耗尽、走投无路之际，一位异常精神的谜样老人突然出现。璃子她们一度将其视为可疑人物而逃跑，但那位老翁正是传说中的黑客兼天才LBX建造者——御宅罗斯本人。

对没能参加修学旅行的璃子来说特别的京都，几乎全域都变成了米梅西斯的巢穴，她所向往的古都风貌已惨遭破坏。巧合的是，游击小队全员都因某种原因未能参加修学旅行，璃子的加入让队伍逐渐产生了超越战斗集体的连带感，但作为装甲娘的无情任务并未让少女们意识到这一点。只身前往求救信号源Lab Three的海阳，与一位神秘的老婆婆·阿千代相遇，她身边正是关乎人类命运的系统“Switch”。

老婆婆阿千代启动的“Switch”核心产生的强烈反应，将盘踞在京都的所有米梅西斯都引向了Lab Three。在吞噬了名刹金阁、银阁、铜阁的大型米梅西斯“金银铜”的威胁逼近时，璃子她们开始将决定人类存亡的该装置运出Lab Three。从京都全域涌来的米梅西斯群中进行的空中运输极其困难，被逼入绝境的五人最终决定使用LBX的必杀技——Attack Function。

因使用Attack Function而生命值归零的京香、唯、海阳、凉凉乃在四国被异常的食欲所驱使。凉凉乃似乎抗拒着游击小队内日益增长的友情般的纽带，固执地与他人保持距离，她被AI奈特任命为四国环岛观光旅行的向导而感到困惑。在暂时忘却与米梅西斯战斗的旅行氛围中，璃子试图拉近与凉凉乃的距离，却遭到了前所未有的严厉拒绝。凉凉乃心中，深藏着在原来世界所经历的伤痛。

携带着关乎人类存亡的装置“Switch”、眼看就要抵达九州的璃子等人，因环绕全域的时空歪曲而无法登陆。为击溃堵塞唯一入口关门桥的巨大米梅西斯融合体，五人出击，但京香在近距离面对敌人时突生异变。原来盘踞在融合体核心的米梅西斯“菊石”，是与京香有着深切因缘的个体。在凉凉乃的提议和御宅罗斯的协助下，利用炮台遗址突破关门桥的作战开始，然而京香却不见了踪影。

原以为固定在关门桥上的米梅西斯融合体开始移动，使得利用特殊炮弹进行远程狙击的作战变得极为困难。在唯于最前线试图独自阻止其前进时，狙击手璃子又射偏了仅有两发的特殊炮弹中的第一发，压力达到极限，小队陷入绝境。即便孤军奋战的唯的LBX已达到运作极限，其他人也无法离开各自岗位。就在此时，本应静养、与心理创伤抗争的京香站了起来。

由于战绩出色，璃子她们的游击小队在政府要人和防卫队高层中被称为“Juggernaut部队”，不知不觉间已成为背负人类命运的精锐装甲娘部队。大人物们正翘首以盼她们从京都带来的“Switch”能平安送达福冈的Lab Five。然而，成功登陆九州的璃子一行却沉浸在当地美食和观光中，乐于助人，丝毫没有要交付任务的迹象。在焦躁弥漫之时，急报传来：曾吞噬北九州工业地带的、观测史上最大级别的米梅西斯再次启动了。

抵达福冈Lab Five的璃子等人，震惊地发现自己在游玩时不小心让“Switch”的待机停止了。正在她们向当地工作人员道歉并得知无大碍而松口气时，却接到通知，将被委以在熊本执行的米梅西斯扫荡最终作战的核心任务。在可能是最后战场的熊本城，京香、唯、海阳、凉凉乃和璃子第一次互相谈起彼此的出身和未来的梦想，为这段如同奇异修学旅行的日子可能迎来的终结做好了心理准备。

尽管一度在没有装甲娘力量的情况下摆脱了困境，但代价却是她们视同家园的装甲车。在时空裂隙中不断涌现的米梅西斯包围下，游击小队在传说级的黑客兼天才LBX建造者御宅罗斯的支援下，携强化后的LBX单元，执行最后的“阿苏作战”。守护植入“Switch”的时空兵器“Dock”的战斗异常惨烈，弹尽粮绝、生命值耗尽的少女们，最后只剩下刺客·璃子的Attack Function——那同时也是自爆装置。