1945年，美国在广岛和长崎投下原子弹，虽结束了惨烈的第二次世界大战，但因其巨大杀伤力遭到全球指责。此后，各国深刻反思，封存核武技术，销毁所有热兵器，地球自此进入使用冷兵器的异世界（Another World）。 2024年，神秘持枪匪徒接连杀害持日本刀的警察。为维护和平而诞生的美少女战士亚理沙（花井瑠美 饰）、丽（武田梨奈 饰）、真里（清野菜名 饰）、美纪（加弥乃 饰），凭借高超格斗技巧和剑术击败神秘人，然而对方倒地后发出蓝色光芒，随后凭空消失。 少女们回到据点，接受老板柳生太一郎（冈田浩晖 饰）的指令，再次出发狙击试图向电力公司兜售核动力的新入侵者。不久，柳生得知最大执政党日本光华党在某疗养设施附近秘密制造可穿越时空虫洞的情报，便命令少女们穿上可爱制服，伪装成偶像组合“i Dolls”前去……