第三次世界大戰后的日本陷入無政府狀態，暴徒橫行之際，身著特制機甲的最強賞金獵人「鋼鐵少女」葵詩以暴力手段肅清罪惡。因記憶全失，她執著于奪取能恢復過往的記憶恢復器，并為此不計代價獵殺所有暴徒。曾隸屬武裝組織的「斯巴提黨」早已識破其目的，暗中布局將她引向殖民地陷阱。隨著軌道兵器「究極神兵」啟動倒計時，葵詩在與斯巴提黨精銳部隊的對抗中逐步發現真相——自己正是當年軍方失敗的機甲實驗體，而記憶恢復器實為啟動體內武器系統的密鑰。殖民地上空的殲星炮鎖定東京時，她選擇與曾經締造自己的軍事組織同歸于盡，在摧毀軌道兵器的爆炸中完成對暴徒與戰爭機器的雙重審判。