故事发生在虚构的城市空崎市，在那里，存在着一支由身手矫健的少女们所组成的特工组织“月影”，每天入夜，少女们的身影便会在月亮的映照下穿梭在城市的角角落落，守护这座城市与市民们的安全。犯罪组织“魍魉”一直对空崎市虎视眈眈，屡屡进犯，他们是月影最大也是最难对付的对手。源桃（安斋由香里配音）是一名高中二年级的学生，本来平凡无异的她，凭借着自己的特殊能力，在机缘巧合之下加入了月影。在那里，她结识了个性认真严谨的半藏门雪（沼仓爱美配音）、积极向上的相模枫（藤田茜配音）和桀骜不驯古灵精怪的八千代命（洲崎绫配音）等人。

时为公元2202年。自从宇宙战舰大和号从那场单程长达16万8000光年、通往伊斯坎达尔的壮大航海中回归以来，已经过了3年——。在“宇宙恢复系统”之下取回先前蓝色样貌的地球，与卡米拉斯帝国缔结了和平条约。在复兴的同时，为了防卫而进行的包含最新锐战舰安德洛墨达在内的新锐舰队的整备工作也在推进中。伊斯坎达尔的丝塔夏的愿望也化为乌有，地球开始迈向扩军之道。这真的是在无可替代的多数牺牲之后，大和所达成的真正的和平吗？期盼宇宙平稳的女神特蕾莎的祈愿，将大和邀往新的航海。如今，席卷宇宙的加特兰蒂斯的威胁，正在逼近地球—

这是，某个冬日的故事。女高中生抚子刚从静冈搬家到山梨，为了观赏“绘制在千元纸币上的”富士山，骑着自行车来到本栖湖。但不巧天气是阴天，没能看到富士山，抚子累得当场躺下睡着了。当她醒过来的时候，时间已是深夜。在第一次到达的地方，早已忘记了回家的路途。一个爱好露营的女孩子凛，向不安胆怯的抚子伸出了援手。为了温暖冻僵的身体，两人点燃了篝火。噼啪噼啪的柴火爆音，在静寂的湖畔显得沁人心脾。围着篝火，抚子和凛一边捧着咖喱面一边对话。终于，两人期盼已久的瞬间到来了。“看到了……富士山……”抚子与凛，由两人的相遇而衍生的户