WWWA伝統のコードネーム「ラブリーエンゼル」の名を継いだ美少女ペアの大活躍!
高千穂遙原作の人気小説のアニメ化。落ちこぼれの新人トラブルコンサルタント、ユリとケイはラブリーエンゼルのコード名を持つ美少女ペア。まったく息のあわない2人が巨大犯罪組織ルーシファの幹部ワルデスの目論みに立ち向かう!
(C)高千穂&スタジオぬえ・サンライズ
ケイとユリは、公共機関WWWAのトラブルコンサルタント「ラブリー・エンゼル」のコードネームを持つ美少女ペアチーム。ある日町に出たユリは、重傷を負ったトラブルコンサルタントの男に出会う。彼は「WWWAに届けてくれ」とユリに1枚のカードを渡して息絶える。そこへカードを狙う正体不明の男たちが現れて…。
要人警護のため惑星シュタジットに派遣されたケイとユリ。だが、ケイの油断から警護対象者のラルモホンは女スナイパーのフレイヤに殺害されてしまう。逆上したケイは、宇宙船ラブリーエンゼル号を使ってフレイヤの車を追跡するが、フレイヤの身柄は軍警察に確保される。その後、フレイヤは処刑されたと発表されるが…。
フレイヤへのリベンジを果たせなかったケイは、1人でワルデスたちのいる惑星ジャイサルメールへと向かう。そこでワルデスとフレイヤを発見し、フレイヤに挑みかかるケイだったが、返り討ちにあって身柄を拘束されてしまう。一方、ケイがWWWEに辞表を出してジャイサルメールに向かったことを知ったユリは…。
失踪したカプス教授が逃げ込んだニューロフュージョンという仮想世界に入り込み、彼を連れ戻すという任務を与えられたユリ。カプスが魔王として君臨する世界へと入り込んだユリは、モンスターを倒しながら「黒い塔」の最上階へと向かう。その頃現実世界では、GNCの刺客たちがカプスとユリのいる部屋を目指していた。
カプス教授の証言からGNCの犯罪行為が浮き彫りとなっていた時、GNC幹部のワルデスとイワシミズが接触するとの情報が飛び込んでくる。WWWAは総動員体制で身柄の確保に動き出すが、ユリの新パートナー・リリィの失態で、身柄の確保に失敗してしまう。ガーナーはケイの元を訪れ、WWWAに戻るよう説得して……。
全宇宙の通信を管理するセイレーンを掌握し、全宇宙に演説を行うワルデス。ケイとユリ、ガーナーの3人はセイレーン内部に侵入し、ワルデスの元へと向かうが、途中でガーナーがフレイヤに撃たれてしまう。実はフレイヤは、先代のラブリーエンゼル・アイリスとして、ガーナーと一緒に働いていたというのだ。