1943年，欧洲战场局势紧张，卡特兰的异形军横行霸道，令世界笼罩在恐怖与死亡的阴影中。关键时刻，一群被称为“魔法少女”的少女挺身而出，凭借深藏体内的魔力与异形军展开殊死较量。这些魔法少女组成了机械化航空步兵，成功击退了异形军。战后，魔法少女们功成身退，散落世界各地。其中，宫藤芳佳返回故乡扶桑皇国，立志成为优秀的医师。一天，扶桑皇国海军学校的学生服部静夏前来拜访，邀请芳佳前往欧洲的威尼西亚公国留学。芳佳欣然同意，与其他魔法少女再次集结。然而，就在她们欢乐相聚之际，异形军却悄然逼近，一场新的战斗即将展开。