東京都内の高校生である渡瀬青葉は西暦2014年の夏休みが明けた始業式の日、突如高校を襲撃してきた正体不明の巨大ロボットに追跡される。ロボットのパイロットは青葉に対して並ならぬ執着心を見せながら攻撃を仕掛けており、ひたすら逃げ続ける青葉の前には同級生である弓原雛がバイクに乗って現れ、彼をある場所へ誘導する。そこでは雛も謎の巨大ロボットを起動させ、攻撃を仕掛けてくるロボットと交戦するが、やがて敵ロボットのパイロットは機体を自爆させる。その光に巻き込まれた青葉は自分達が未来へ向かうことを悟った雛から、「ディオが待っている」と意味深な言葉を告げられ、気を失う。
青葉が気付くと雛の姿はなく、彼はヴァリアンサー「ルクシオン」に搭乗していた。周囲はまさに激戦の最中であり、自由条約連合軍の最新鋭戦艦「シグナス」では、ルクシオンからナイスカップリングの反応を探知していた。ルクシオンの同型機である「ブラディオン」のパイロットから通信を受けた青葉は、そのパイロットが雛の言っていた隼鷹・ディオ・ウェインバーグであることに驚愕する。雛の言葉は事実となり、青葉は西暦2014年から74年後の未来、西暦2088年へと時空を飛び越えていたのだった。この世界では「自由条約連合」と「大ゾギリア共和国」という二つの大国が互いに戦争を行っていた。
ルクシオンを保有する連合軍の航空艦「シグナス」に乗艦した青葉は、成り行きで出撃した戦場でヒナ・リャザンと名乗る雛の姿を発見する。しかし、ゾギリアの兵士であった彼女に銃を向けられ、訳も分からぬまま再び離別することになる。その後、かつて家や通っていた学校があった場所を巡り自分のいた時代を追想した青葉は、過去に戻れる当てもないため「雛に会って話を聞く」べく、正式にルクシオンの専任パイロットとなることを決める。
敵同士となって戦い続ける中、青葉とヒナは機体ごととある無人島に墜落する。嵐に見舞われ遭難しながらも何とか危機を乗り切った2人は再び別れるが、ヒナは青葉の人柄と、彼が語っていた雛という少女のことが気になっていく。
When ordinary high school student Aoba Watase is suddenly targeted by a giant robot known as a “Valiancer,” he is saved by his mysterious classmate Hina Yumihara. After revealing that she and their robotic enemy are from the future, Hina suddenly propels Aoba 70 years forward in order to prevent his death.
Upon arrival, Aoba finds himself in the cockpit of a Valiancer called “Luxon,” stuck in the midst of a firefight between the military forces of the Free Pact Alliance (FPA) and Zogilia Republic. After he shows high compatibility with an FPA pilot named Dio Weinberg, the two perform a successful “coupling,” allowing them to share experiences and subsequently increase their capabilities and skills. Although Aoba is able to survive this unexpected battle, he is taken into custody by the FPA ship Cygnus, who wishes to interrogate him. While the student’s main concern is whether he will ever be able to return home, what he doesn’t realize is that he is about to get caught up in a war to protect the world.
