故事发生在一个与我们现在生活的世界相似，但却存在着魔力的世界。谜般的魔力多发生在少女身上，多数人会随着年纪的增长而逐渐消失。拥有这种力量的少女被被称做魔女。她们能够以魔道引擎为动力，穿着号称飞行脚的服装在天空飞翔，并利用魔力磁场来保护自已。
而到了20世纪初，突然出来了拥有压倒性的战斗力以及可以利用瘴气来侵略大陆的异形敌人，做为人类唯一希望的第501统合战斗航空团（通知STRIKE WITCHES）组织了起来，并从各个国家招募魔女们来守护世界。于是，魔女们在自己的身上装上武器，并在天空中华丽舞动着的少女们的战斗，现在开始了。