국가도 질서도 혼돈의 시대. 광화학 스모그의 소용돌이치는 대지가 된 지구에는 수많은 시티넘버를 가진 국가 도시들이 산재해 있다. 그 중 하나인 시티넘버 96에 갑자기 악의 조직인 암흑의 어머니(다크마더)가 이끄는 부유하는 고성이 등장한다. 김이 자욱한 어둠 속에서 다크마더의 괴물은 소녀들을 노리고 암약하기 시작한다.... 하지만 그때, 달빛을 등지고 맨살을 드러낸 천사의 모습이 나타났다. 그 실루엣은 바로 소녀들을 지키는 정의의 여신. 도시 사람들은 그녀를 이렇게 부른다, 엔젤블레이드!

쇼와 119년 (일본의 천황력에 따른 날자 표기법으로, 2002년 현재는 헤이세이력으로 표기된다). 외계인들이 공격이 끊이지 않자, 각 국에서는 이에 대한 대처방안을 두고 골머리를 앓는다. 상대의 과학력은 대단히 높아 전혀 만만치가 않은 것 또한 큰 문제. 이때 미오 박사는 G-ON이라는 차세대병기를 개발하는데 성공한다. 이 병기는 사춘기 미소녀들의 두근두근 파워에 의해 검의 형태로 구현화되는 특이한 병기로 외계인에게 상당히 위협적인 무기로 밝혀진다. 한편 G-ON 적합자를 선발하기 위해 세워진 성 호시카와 학원에 전학온 유우키는 라이더스라고 불리는 미소녀전사집단의 마지막 멤버가 된다. 유우키는 선배 라이더스인 세라, 야요이와 함께 지구방위를 위해 분연히 떨치고 일어서는데...