1943年歐洲戰場局勢神秘莫測，卡特蘭的異形軍橫行霸道，不可一世，令世界籠罩在恐怖與死亡的陰影中。關鍵時刻，一群少女挺身而出，與邪魔軍團展開殊死較量。這些少女被稱為“魔法少女（Witch）”，自遠古時代她們便沖鋒陷陣，憑借深藏體內的魔力與各種威脅人類存在的怪獸展開搏斗。在魔法少女組成的機械化航空步兵的阻擊下，異形軍最終敗退，而這群女孩也功成身退，散落世界各地。美麗少女宮藤芳佳（福圓美里配音）即是其中的一員，戰后她返回故鄉扶桑皇國，以成為優秀的醫師作為奮斗目標。這一天，扶桑皇國海軍學校一號生服部靜夏（內田彩配音）前來拜訪，邀請芳佳前往歐洲的威尼西亞公國留學。身懷絕技的美麗魔法少女們從四面八方再次云集，歡樂玩笑之際，卻不知賊心不死的異形軍正悄悄逼近……