No ano de 2016, um desastre nuclear devasta Tokyo. Vinte anos depois a cidade ainda é uma área inóspita e quase sem vida, devido aos altos níveis de radiação. Subitamente um sinal de pedido de ajuda é detectado vindo da região, é então que as Forças de Defesa e Preservação enviam três garotas da unidade conhecida como Coppelion para encontrar os possíveis sobreviventes. Mas por que elas não precisam de proteção especial contra radiação?
