Galilei Donna erzählt die Geschichte der drei Ferrari-Schwestern, die Nachfahren des Astronoms Galileo Galilei sind. Wir befinden uns im Jahr 2061 und die Welt eilt einer neuen Eiszeit entgegen. Die Schwestern werden plötzlich von einer geheimnisvollen Organisation gejagt und müssen fliehen. Auf ihrer Suche nach den Hinterlassenschaften Galileis müssen die drei ungleichen Geschwister ihren Zusammenhalt beweisen, um gegen die Organisation zu kämpfen und ihre wahren Schicksale zu ergründen.