ユニオン陣営の惑星グラベラ。セーラは＜リーズナー＞と呼ばれるストレインの優秀なパイロットの兄・ラルフが戦場へ出撃する時、自らもリーズナーになると誓う。5年後、兄と同じ戦場に行く為、グラベラ空間機甲兵科学院に通うセーラ。そんなある日、謎のストレイン率いるトゥモールの部隊がグラベラに奇襲をかけて来た。

ラルフの裏切りで全てを失ったセーラは、セーラ・クルスと名を偽り、遠く離れた惑星バジオンの総合戦術学校・機動歩兵科に編入した。一日も早く戦場に出たいセーラは、卒業に必須の亜光速演習に参加すべく、睡眠時間を削り訓練に没頭していた。そしてついに、亜光速演習参加の切符を賭けたガス雲降下訓練が始まった。

セーラは亜光速演習の参加が叶い、演習艦リベルタッドで訓練を受けていた。一方、イザベラ達のセーラに対する嫌がらせもエスカレートする。彼女らを相手にせず、工作室に入り浸るセーラが出逢ったエミリィ人形は、心を許せる唯一の話し相手だった。そして亜光速戦闘訓練の日。演習艦隊はディーグの攻撃を受ける。

ストレイン“グロワール”とトゥモールの大群が演習艦リベルタッドへ襲い掛かって来た。ラルフが操るストレイン“グロワール”に、異常な執念を燃やすロッティ。しかしロッティは隙をつかれ窮地に陥る。そんな彼女を救ったのはセーラの操るカスタム機であった。ラルフ機に取りつき、必死に呼びかけるセーラであったが…。

対ストレイン戦を想定した訓練が繰り返されるが、セーラは仲間との連携に欠け、チームとしての成績が上がらない。そんなセーラの話し相手は、物言わぬエミリィ人形だけだった。そんな中、セーラの生体検査は続けられるが、なぜエミリィ人形とリンクできたかは謎のままだった。そんな時セーラは一通のメールを受け取る。

演習艦リベルタッドでは、対ストレイン戦を想定した訓練が続いていた。だが、協調性に欠けるセーラのせいで成果はいまひとつ。自室のエミリィ人形の前でだけは、笑顔で仲間達の事を語れるセーラ。そこへロッティ達がやって来て、工作室を飾りつけパーティーを始めてしまう。しかしパーティーの途中、警報が鳴り響く。

目的のグオール空間補給廠を目前に、最終減速に入る演習艦リベルタッド。艦内では、セーラ達の訓練も続けられていた。秘密兵器と言う触れ込みに加え、トップクラスの実力で多くを語らず訓練に没頭するセーラは、注目の的となっていた。ラヴィニアはセーラと個人的に親しくなりたいと、密かな願望を抱いていたが…。

紛失したエミリィ人形の捜索が始まった。途中、食事に立ち寄ったオープンカフェで、セーラとカリスは奇妙な少女と出逢う。無邪気で危なっかしいその少女に振り回され街を駆け回るセーラとカリス。その頃、管制室からの要請で外壁の異常警報が鳴った箇所の探索の為に、空間機甲科のメンバーに緊急帰還命令を発令された。

グォール空間補給廠に停泊中の演習艦リベルタッドでは、クレイヴン達がセーラの取調べを行っていた。多くを語らないセーラは他の生徒と隔離される。翌日、演習艦リベルタッドは艦の修復も終わらぬまま演習合流ポイントの惑星ブレグマに向けて出航する。その頃、ロッティは銃を手にセーラが隔離されている部屋を訪れる。

一連の事件にエミリィ人形のミミックが関わっていると考えたメルチは、解体して調査を始める。そこには、人類とは違う生命体の脳髄が納められていた。それと呼応するように、クンルーン艦内ではエミリィが悲痛な叫びを上げる。一方、メルチ達は謎のミミックから情報を引き出すべく、セーラに通常より深いリンクを促す。

艦隊と合流すべく惑星ブレグマに到着した演習艦リベルタッドだが、艦隊は大規模なディーグの侵攻を迎え撃つべく惑星ブレグマを離れていた。追って来るクンルーンもその作戦に参加するはずだから追撃はないと言うメルチ。だがセーラは「兄さんは必ず来る！ 来なきゃいけないの！」とラルフ達の悲しい出来事を語り始める。

セーラ達はクンルーンを迎撃すべく奮闘するが、圧倒的なトゥモールにクンルーンの衝突を許してしまう。そして現れるストレイン“グロワール”。セーラはラルフを追って艦内へ突入する。その頃、演習艦リベルタッドではクンルーンが自爆する事が判明し自爆装置を解除する為にメルチとデュファルジュがクンルーンに向かう。

セーラはかろうじてストレイン“グロワール”を退けるが、機体に多大な損害を負ってしまう。その為、演習艦リベルタッドではセーラの機体の修理が行われた。束の間の休息の後、「死んでも、生きろ！ 分かったな？ 根性女！」と言ってセーラを送り出すロッティ。そしてセーラはラルフとの決着をつける為、発進する！