En un futur proper, un científic japonès enginya un exosquelet alimentat anomenat "Infinite Stratos" (IS). Amb tecnologia i capacitats de combat molt més avançades que qualsevol altre sistema d’armes, l’IS amenaça amb desestabilitzar el món. Davant d'una arma tan poderosa, les nacions del món promulguen el "Tractat d'Alaska", que estableix que el SI mai no s'utilitzarà per al combat militar i que la tecnologia existent del SI s'ha de distribuir per igual a totes les nacions, per evitar que cap nació domini els altres. Tanmateix, la introducció del SI té un efecte important sobre la societat. Com que el SI només pot ser operat per dones, l’equilibri de poder entre homes i dones es trenca i les dones arriben a dominar la societat sobre els homes.
Deu anys després de la introducció del primer SI, el món ha entrat en una nova era de pau. Tanmateix, la pau és destrossada per un descobriment inesperat. Es descobreix que un noi japonès de 15 anys, anomenat Ichika Orimura, és capaç d’operar un IS. Conscient del potencial, Ichika és obligat pel govern japonès a assistir a la prestigiosa Infinite Stratos Academy, una acadèmia internacional on s’entrenen pilots d’IS d’arreu del món. Així comença la seva ocupada vida escolar envoltada de noies.
