Un exosquelette de combat, l'Infinite Stratos (IS), conçu au Japon, ne peut être piloté que par des femmes. Sa puissance et ses capacités de combat sont si immenses qu'un traité international a été signé interdisant son utilisation comme arme militaire. Lorsqu'il est découvert qu'Ichika Orimura, âgé de 15 ans, est le seul garçon capable de piloter un IS, il est inscrit de force à l'Infinite Strat

Un exosquelette de combat, l'Infinite Stratos (IS), conçu au Japon, ne peut être piloté que par des femmes. Sa puissance et ses capacités de combat sont si immenses qu'un traité international a été signé interdisant son utilisation comme arme militaire. Lorsqu'il est découvert qu'Ichika Orimura, âgé de 15 ans, est le seul garçon capable de piloter un IS, il est inscrit de force à l'Infinite Stratos Academy : un pensionnat entièrement féminin dont les élèves deviendront des pilotes d'IS à leur diplomation. Dans cette école d'entraînement, Ichika retrouve deux de ses amies d'enfance, Houki Shinonono et Lingyin Huang, et se lie d'amitié avec Cecilia Alcott, une représentante d'IS du Royaume-Uni. Guidé par la légendaire pilote Chifuyu Orimura — leur professeure principale stricte et sœur aînée d'Ichika — Ichika et les filles devront utiliser tout ce qui est à leur disposition pour se défendre et défendre leur académie contre les dangers qui surviendront au cours de leur palpitante vie scolaire.