La storia è ambientata nell’Accademia IS, una scuola creata allo scopo di addestrare piloti in grado di utilizzare l’Infinite Stratos, una tecnologica arma dall’incredibile potenza che, tuttavia, può essere controllata solo da piloti di sesso femminile. Le potenziali candidate vengono selezionate in tutti i Paesi del mondo e condotte all’Accademia per iniziare un duro addestramento, ma nell’ultima selezione succede qualcosa di imprevisto: per la prima volta, infatti, un ragazzo di quindici anni, Ichika Orimura, si dimostra in grado di poter pilotare l’IS. Circondato da ragazze non sempre facili da trattare e aiutato dalla sua amica d’infanzia Hoki Shinonono, Ichika dovrà dimostrare il suo valore.