鹈野涡芽（大桥彩香 配音）是一名平凡的十五岁少女，一天，涡芽搭乘电车外出，在车上遇见了一个怪人，整个人不由分说的塞给了涡芽一叠名为“Fantasista Doll”的卡片。涡芽在懵懵懂懂之中打开了卡片，让她没有想到的是，五名活泼可爱的少女出现在了她的面前，自己成为了她们的主人。

约四十年前，人类在火星发现史前文明“Aldnoah”科技。伴随着火星殖民进程与科技垄断主张，火星开拓民与地球之间的摩擦越发扩大。

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如月雨露想要交女朋友，为此他装出迟钝且纯情的形象以求自己追寻的对象能喜欢上自己，但他的计划却宣告失败，而唯一对雨露有兴趣的反而是他最讨厌的对象三色院堇子。

升上高中2年级的香澄一行人，她们的乐团“Poppin'Party”因为忙着学生会、帮忙家里的店、补习班以及打工，5人能聚在一起的时间变少，也一直没办法在乐团的基地“仓库”集合。这时，有1位少女出现在她们的身边——