宇宙進出を果たしてから幾数年、人類は本格的な月面移住を可能とした。 しかしある日、地球外生命体ＢＩＯＳが月へと来襲。 スペースガールズと呼ばれる特殊能力を獲得した少女たちが応戦したものの人類は敗北し、月面を奪われるとともに、そこで暮らしていた二万人余りの人々の命をも失うことになる。 それから十年後。 日本で暮らす普通の少女・宵野鈴蘭は、真っ白な触手を操る人外少女ノノと出会う。 様々な交流を経てお互いを唯一無二の家族だと認め合った二人だったが、ある日、彼女たちの前に最強のスペースガールズであるアッカーソンが現れる。 「人類に危害を加える存在は排除しなければならない」 ノノの正体は進化したＢＩＯＳだった。 「ノノは人に危害を加えない！」と必死に説得する鈴蘭だったが、その甲斐虚しくアッカーソンの襲撃により大きな痛手を負う。 復讐を誓った鈴蘭は、ローウェルやニーナ博士といった志を同じくする仲間と出会い、宇宙空間に存在するスペースガールズたちの本拠地・偽りの月を地球へと落下させることでスペースガールズを一網打尽にすることを企てる。 数ヵ月間に渡る訓練によって戦闘能力を身に着けた鈴蘭は、ローウェルとともに偽りの月へと侵入し計画を実行する。しかし、順調に計画を進める彼女たちの前へと因縁のスペースガールズであるアッカーソンが姿を現す。三者は熾烈な戦いを繰り広げるが、その最中、鈴蘭の師匠でもあったローウェルはアッカーソンによって命を奪われる。 師匠の仇をとるためにも鈴蘭は全身全霊をかけて戦い、ついにアッカーソンへと致命傷を与える。勝利したかに思えた鈴蘭だったが、アッカーソンは最期の力を振り絞って自身の命と引き換えに偽りの月の落下を食い止める。 かくして偽りの月を落下させることは叶えられなかったが、因縁の敵であるアッカーソンの命を奪うことには成功し、鈴蘭はノノとともに地球へと帰還するのだった。