7年ぶりに日本フロート｢戦略防衛学園アタラクシア｣を訪れた主人公・飛弾傷無。久しぶりの訪問で道に迷った末に、海を見つめながら涙を流す一人の少女・千鳥ヶ淵愛音に出会う。恥ずかしいところを見られた仕返しとばかりに毒舌を浴びせられるが、そこに鳴り響く｢敵襲警報｣、更に突然服を脱ぎだす愛音に戸惑う傷無だったが。

愛音の身体を愛撫し｢接続改装｣を成功させて彼女のハイブリットカウントを回復させた傷無。自身のハート・ハイブリッド・ギアの秘密を知り、そのまま特殊戦闘部隊｢アマテラス｣の隊長へと押し上げられる。戸惑いながらも次の作戦に出動する傷無は、隊員の一人であるユリシア・ファランドールに興味を持たれ、強引にペアを組まされる。

エネルギー切れで瀕死のユリシアの身体を接続改装し、彼女のハイブリッドカウントも回復させる事が出来た傷無。彼女との信頼関係も築け、もう一人のアマテラス隊員である学園の風紀委員・姫川ハユルとのコミュニケーションもとれたが、姉であり総司令でもある飛弾怜悧に見せられたハート・ハイブリッド・ギアの本当の秘密に激怒するのであった。

敵の大群がアタラクシアを襲う。戦う能力を持たない為に見守る事しかできない傷無だったが、何故か愛音の心も乱れていた。近接戦闘の能力しかない自分に焦りを感じ、一人で敵に突撃して窮地に陥ってしまう。傷無の活躍で助ける事は出来たのだが、愛音の自暴自棄になる理由を聞き自分の想いと照らし合わせる。似たような境遇に心を通わせた二人は更なる高みを目指し｢絶頂改装｣を行う。

愛音の「背徳武装」により敵の襲撃を何とか退けた傷無たち。総司令の怜悧はこれから先の厳しい戦いを見据え、とある秘密兵器を開発していた。それはいついかなる場所でも接続改装が出来るデートシミュレーター「ラブルーム」。最新技術の粋を結集させたこの装置のテストもかねてユリシアと一緒に入室する傷無だった。

異世界人と初めて遭遇した傷無たちは、相手の圧倒的な強さに成す統べなく撤退するが、姫川ハユルは一人納得出来ないでいた。その後一人で出撃したハユルは異世界人・アルディアと戦うも圧倒され、絶体絶命のピンチに陥る。駆けつけた傷無たちに救出されるが、普段のハユルらしくない行為を心配した傷無は、｢ラブルーム｣で彼女の身体と心の回復を図る。

アメリカのハート・ハイブリッド・ギア部隊｢マスターズ｣の救援もあり、何とか異世界｢バトランティス帝国｣の戦士・アルディアを退けた傷無たち。そのままアタラクシアに編入された｢マスターズ｣だったが、リーダーのスカーレット・フェアチャイルドとユリシアには過去の因縁があるようで険悪なムード。競われるように二人の相手を同時にさせられる羽目になった傷無だったが…

バトランティスの戦士・グラベルの圧倒的な強さの前に敗北を喫したアマテラスとマスターズ。エネルギー切れで撤退を余儀なくされた事で辛うじてピンチを脱したが、彼女らを倒すには新たなる改装｢連結改装｣しかない。エロスと他の2人が同時に接続改装を行う｢連結改装｣に選ばれたのは、因縁の関係を引きずっているユリシアとスカーレットであった。

｢連結改装｣の成功と自身の覚醒によりグラベルに勝利した傷無は、日本の沖縄を開放する事に成功した。それを祝してアタラクシアは戦勝記念の学園祭が開かれていた。学園全体が束の間の休息を楽しむ中、愛音は少しずつ思い出される自身の過去の記憶に不安と恐怖を抱いていた。それに気付いた傷無は彼女の不安を振り払おうと優しく包むのであった。

いよいよ本土決戦｢東京奪還作戦｣が始まる。バトランティス帝国との激しい戦いが予想される中、新しいアマテラスメンバーの候補としてシルヴィア・シルクカットの名が上がった。死ぬかもしれない戦いにシルヴィアを巻き込むことに葛藤する傷無だったが、彼女の決意もありハート・ハイブリッド・ギア｢タロス｣をインストールするのだった。

「東京奪還作戦」で日本に乗り込んだ傷無たち。しかし、新宿に潜入した傷無の前に現れたのは失踪した母「飛弾那由多」と魔導エネルギーのプラントとして生かされている人間たちであった。 非道とも思える計画を那由多本人の口から聞いた傷無は激怒するが、バトランティス帝国親衛隊・ラグルスと魔導兵器軍団に苦戦を強いられる。

最終決戦の中、「絶頂改装」を行う傷無と愛音。しかし、愛音は徐々に思い出される過去の記憶に恐怖し「絶頂改装」は失敗してしまう。そして二人の前に現れたバトランティス帝国親衛隊隊長・ゼルシオーネ。 不可思議な能力でユリシアやハユルを簡単に倒した絶対的な敵に、「背徳武装」の無いまま立ち向かう二人の運命は……。