某五年制高专学校,可爱女孩叶泽里美(长泽雅美 饰)连续一个月旷课,还在制作的机器人上涂鸦。为避免暑期留校补习,她只得遵从机器人部的顾问图师隼人(铃木一真 饰)的安排加入机器人制作组,备战即将到来的机器人竞赛(Robo-Con)。里美所在的小组由天才机器人设计师相田航一(小栗旬 饰)和热情开朗的作战指挥四谷四郎(伊藤淳史 饰)组成,对于这个对机械没有丁点概念的女孩来说,一切都如此陌生,她只得从最简单的机器人操作做起。
不久,超过60所高专参加的机器人竞赛来开序幕。未经充分磨合的小组、设计不够完善的作品,里美难忘的夏天就这样开始了……。遥远的未来,地球一度变成冰冻星球。幸存的人类移民外太空,建立了繁荣的殖民星球阿瓦隆,并与外星人成立人类银河联盟。与此同时,名为希迪尔斯的异形肆虐繁殖,与联盟展开旷日持久的战争。在一次针对希迪尔斯母星的战役中,年仅16岁的少尉雷德(石川界人 配音)所在部队遭遇猛烈抵抗。撤退途中,雷德不慎被卷入时空裂缝,与他所驾驶的歼灭兵器钱伯坠落在地球的汪洋中。钱伯被人类打捞到加尔刚蒂亚舰团之上,面对这个与印象中完全不同的人类发源之星,雷德不知所措。在此期间,他和可爱的少女艾米(金元寿子 配音)沟通交流,并成功帮助他们挫败海盗的进攻,赢得地球人的信任。
由于无法联系到友军,雷德只能暂时留在地球。自幼只知道战斗和服从命令的他,面对这群全无纪律和效率可言的人类,心中最深层的情感慢慢苏醒……。