Des millénaires se sont écoulées  et des aliens réapparaissent. En même temps, certains humains naissent avec des pouvoirs psychiques et sont les seuls à pouvoir contrôler les nouveaux méchas, les Gunbuster.

Nono, une jeune serveuse, rêve de devenir pilote. Démontrant unne force physique incroyable, elle est amenée à l'Organisation et se rapproche ainsi de son rêve.