Senjata eksoskeleton yang direkayasa oleh Jepang, Infinite Stratos (IS), hanya dapat dikendalikan oleh wanita. Kekuatan dan kemampuan tempurnya begitu luar biasa sehingga sebuah perjanjian internasional telah ditandatangani untuk melarang penggunaannya sebagai aset militer.

Ketika ditemukan bahwa Ichika Orimura yang berusia 15 tahun adalah satu-satunya pria yang mampu mengendalikan IS, ia dipaksa untuk masuk ke Akademi Infinite Stratos: sebuah sekolah berasrama khusus perempuan, yang para siswinya lulus untuk menjadi pilot IS. Di sekolah pelatihan ini, Ichika bertemu kembali dengan dua teman masa kecilnya, Houki Shinonono dan Lingyin Huang, dan berteman dengan Cecilia Alcott, seorang perwakilan IS dari Inggris.

Dibimbing oleh pilot legendaris Chifuyu Orimura—guru wali kelas mereka yang tegas dan kakak perempuan Ichika—Ichika dan para gadis harus menggunakan segala kemampuan mereka untuk membela diri dan akademi mereka dari bahaya yang akan muncul selama kehidupan sekolah mereka yang mendebarkan. [Written by MAL Rewrite]