近未来，奥特普能源公司研发出一种利用平行宇宙获取新能源的方法，并盛情邀请飞行员兼物理学家威廉·波特（丹·史蒂文斯 Dan Stevens 饰）协助。因为要照顾身为单亲妈妈的妹妹米娅和患有心理疾病的侄子东尼，威廉婉拒了奥特普的邀请，后抱着强烈的使命感和好奇心，决定投身新计划。不料，就在威廉穿越至另一个宇宙时，系统不稳定导致宇宙即将坍塌。面对机甲和反叛组织的追逐，威廉必须拼尽全力，为了保护心爱的家人和真实宇宙，尽快解决如同末日来临般的大危机。

20XX年，第三次世界大战爆发后，日本变得无法无天，人人自危，长期活在对无情暴徒的恐惧下，但亦有以缉拿暴徒为生的赏金猎人。在一众赏金猎人中，有一位被誉为最强最好最美的女猎人。穿上特制的神秘机甲，简直无人能敌，大家称她为「钢铁少女」。葵诗，即钢铁少女，忘了自己原来的身份。为了得到记忆恢复器，她更不择手段将所有暴徒铲除。曾为武装分子的暴徒 —「斯巴提党」一早洞悉她的计划，而她却对正逐步逼近殖民地的杀手懵然不知。