IS:Infinite Stratos ปฏิบัติการรักจักรกลทะยานฟ้า อาวุธรพภายนอกที่ออกแบบโดยญี่ปุ่น Infinite Stratos (IS) สามารถขับโดยผู้หญิงเท่านั้น พลังและความสามารถในการต่อสู้ของมันนั้นยิ่งใหญ่มากจนสนธิสัญญาระหว่างประเทศได้ลงนามห้ามการใช้เป็นสินทรัพย์ทางทหาร เมื่อมีการค้นพบว่า Ichika Orimura อายุ 15 ปีเป็นผู้ชายเพียงคนเดียวที่มีความสามารถในการควบคุม IS เขาถูกบังคับให้เข้าเรียนในสถาบัน Infinite Stratos Academy: โรงเรียนประจำหญิงล้วนนักเรียนที่จบการศึกษาเพื่อเป็นนักบิน ที่โรงเรียนฝึกอบรมนี้ Ichika ได้กลับมารวมตัวกับเพื่อนวัยเด็กของเขาอีกสองคนคือ Houki Shinonono และ Lingyin Huang และเป็นเพื่อนกับเซซิเลียอัลคอตต์ซึ่งเป็นตัวแทนจากสหราชอาณาจักร นำโดยนักบินในตำนาน Chifuyu Orimura – ครูประจำชั้นที่เข้มงวดของพวกเขาและพี่สาวของ Ichika – Ichika และเด็กหญิงจะต้องใช้ทุกอย่างเพื่อปกป้องตัวเองและสถาบันการศึกษาต่ออันตรายที่จะเกิดขึ้นในช่วงชีวิตที่น่าตื่นเต้นของโรงเรียน