La storia è ambientata a Kamogawa, una città costiera. Madoka è una ragazza molto fiera, piena di energia e sempre di buon umore, è l’unico membro jersey club della locale scuola femminile, e nel tempo libero aiuta coloro che sono in difficoltà. La sua vita viene sconvolta allorquando riceve una strana richiesta da una ragazza di nome Ran: "piloteresti un robot?"… Così Madoka si ritroverà insieme a Ran e una terza ragazza, Muginami, a pilotare dei robot per difendere Kamagawa e la sua gente contro gli invasori venuti dallo spazio.