Ao Gennai est une lycéenne ordinaire en première année, jusqu'au jour où un mystérieux colis arrive chez elle. À l'intérieur, elle découvre Gourai, un minuscule robot humanoïde capable de se déplacer et de combattre, connu sous le nom de Frame Arms Girl. Gourai est la première de son genre, dotée d'une IA incroyablement avancée qui lui permet de développer une personnalité, d'apprendre et de grandir, à l'instar d'un esprit humain.
Après l'activation de Gourai, Ao est plongée dans le monde des Frame Arms Girls alors que de plus en plus de ces robots intelligents sont livrés directement devant sa porte. Motivée par une récompense financière substantielle, Ao est déterminée à rassembler autant de données que possible sur les Frame Arms Girls et leurs combats, tout en explorant ce que signifie être humain.
