Di masa depant, seorang ilmuwan Jepang membuat robot berkekuatan yang disebut "Infinite Stratos" (IS). Memiliki teknologi dan kemampuan tempur jauh lebih maju daripada sistem senjata lainnya, IS merupakan teknologi yang mengguncang dunia. Menghadapi teknologi persenjataan yang sangat modern, bangsa-bangsa di dunia memberlakukan "Perjanjian Alaska", yang menyatakan bahwa IS tidak akan pernah digunakan untuk pertempuran militer dan bahwa IS teknologi harus didistribusikan secara merata kepada semua bangsa, untuk mencegah pertempuran antar bangsa dan mendominasi bangsa yang lain. Pengenalan IS Namun tidak memiliki pengaruh besar pada masyarakat. Seperti IS hanya dapat dioperasikan oleh perempuan, keseimbangan kekuasaan antara pria dan wanita rusak, dengan wanita datang untuk mendominasi masyarakat atas laki-laki.

Sepuluh tahun setelah pertama IS diperkenalkan, dunia telah memasuki era baru perdamaian. Perdamaian ini hancur, diakibatkan oleh penemuan tak terduga. Seorang anak laki laki berusia 15 tahun Jepang, bernama Ichika Orimura, ditemukan mampu mengoperasikan IS. Menyadari potensi, Ichika dipaksa oleh pemerintah Jepang untuk menghadiri akademi pilot Infinite Stratos, akademi internasional dimana IS pilot dari seluruh dunia dilatih. Jadi kehidupan sekolah  yang didominasi oleh gadis-gadis dimulai.