戦争から四十七年。生き残った人々は、灰に閉ざされた地下都市アトラスで暮らしていた。酸素浄化装置の停止が迫るなか、探索隊長レンは四人の仲間とともに、交換部品が眠る旧政府の気象観測所を目指す。放射線に満ちた地上には、異形の生物「灰喰い」が徘徊し、廃墟には死者の影が焼きついている。負傷した仲間を救うか、一万二千人の命を優先するか。決断を迫られるレンの通信機へ、誰もいないはずの観測所から幼い少女の声が届く。