Uma arma de exoesqueleto projetada pelo Japão, o Infinito Stratos (IS) pode ser pilotado apenas por mulheres. Seu poder e capacidade de combate são tão imensos que um tratado internacional foi assinado proibindo seu uso como um ativo militar. Quando se descobre que Ichika Orimura, de 15 anos, é o único homem capaz de dirigir um EI, ele é matriculado à força na Academia Infinite Stratos: um internato feminino, cujos alunos se formam para se tornarem pilotos do EI. Nesta escola de treinamento, Ichika se reúne com dois de seus amigos de infância, Houki Shinonono e Lingyin Huang, e faz amizade com Cecilia Alcott, uma representante de SI do Reino Unido. Guiados pelo lendário piloto Chifuyu Orimura - sua estrita professora de sala de aula e a irmã mais velha de Ichika - Ichika e as meninas precisarão usar tudo ao seu alcance para se defender e sua academia contra os perigos que surgirão ao longo de sua emocionante vida escolar.