En 2167, une vague de rayonnement émise par la supernova de l’étoile voisine Hydrus Beta a provoqué des dégâts cataclysmiques sur Terre, faisant des millions de morts. Nous sommes maintenant en l’an 2356. Unie pour reconstruire la Terre, l’humanité se prépare à la deuxième vague de destruction de la supernova.
Afin de protéger la planète de dommages futurs, des colonies spatiales massives appelées “Fondations” ont été construites dans tout le système solaire. Agissant à la fois comme centres de connaissance et d’exploration, c’est à l’une de ces fondations – la Stellvia – que Shima Katase postule pour être une étudiante préparatoire contre la volonté de sa mère, aspirant à voir l’espace directement de ses propres yeux.
Au Stellvia, Katase s’entraîne pour devenir pilote et espère être sélectionné pour la “Grande Mission” pour protéger la Terre de la deuxième vague. Alors qu’elle lutte à la fois avec ses classes de pilote et sa vie sociale tumultueuse, elle grandit lentement en quelqu’un qui pourrait bien être capable de protéger l’humanité.