Ao Gennai は、ある日、謎の荷物が自宅の玄関先に届くまで、平凡な高校一年生だった。中に入っていたのは、戦闘と移動のために設計された小型の人間型ロボット、フレームアームズ・ガール、Gourai だった。Gourai はその種の最初のモデルであり、高度な人工知能を備え、人間に似た独自の人格や認知能力を発達させることができる。
Gourai が起動した後、Ao はさらに多くのユニットが自宅に届くという、フレームアームズ・ガールたちの世界へと引き込まれていく。巨額の報酬に惹かれ、Ao はフレームアームズ・ガールたちとその戦いに関する詳細な情報を集めることに同意する。その過程で、彼らと共に人間であるとは何かについて思索を巡らせることになる。
