近未来，当年繁华喧嚣的东京因核电站事件变成了死城，被成为世界第一大幽灵城市。然而即便在这座死寂的废墟中，仍有幸村者盘桓于此。20XX年，三名没有配备任何防辐射装备的少女出现在旧东京。她们名叫成濑荆（户松遥 配音）、深作葵（花泽香菜 配音）、野村妙子（明坂聪美 配音），是通过遗传基因改造生下来天生具有抗辐射能力的少女，统称“COPPELION”。在防卫大学附属特别工科学校教官三岛鬼兵陆佐（小山力也 配音）的指挥下，少女们四处搜索幸存者，前所未有的经历以及感受接踵而至，少女们的心中作何感想…… 　　本片根据井上智德的漫画原作改编，COPPELION少女们的姓氏均来自日本著名导演，普通人姓氏则来自日本的文豪作家。

故事发生在一个虚拟的奇幻世界之中。在这里，相对应的两人将手牵在一起，所产生的心灵连结“宁录”能够成为拥有着强大力量的武器。在传说中，这个世界上存在着掌控着一切的神，只要将神打败，就能够实现内心最强烈的愿望。长久以来，握手者们都将打败神作为目标，不断地战斗着，而一切因果的汇聚点就在大阪。 　　高槻手纲（齐藤壮马 配音）是对机械十分着迷的男子高中生，一次偶然中，他在研究室里邂逅了昏睡中的少女芥川小代理（诸星堇 配音）。手纲牵住了小代理的手，想不到小代理竟然从昏睡中醒来，两人成为了搭档。