Una solitaria nave, el Sidonia, baja por el espacio después de que se viera obligado hace 10 siglos abandonar el sistema solar. Las múltiples formas, casi indestructibles, pero apenas conscientes de vida alienígena que destruyeron mundo originario de la humanidad siguen siendo una amenaza existencial para estos. La humanidad ahora sobrevive a bordo de naves espaciales creadas a partir de los restos del planeta. Para defenderse de los Gaunas han creado las unidades mecanizadas denominadas Guardians. Toda aquella persona apta para la guerra es instruida en el manejo de estos mechas. Nagate Tanikaze solo conoce el mundo encerrado en las entrañas de la nave en la que ha vivido toda su vida, un espacio donde los humanos han alcanzado reproducir la fotosíntesis y crear nuevos géneros de plantas. Como nunca había conocido a nadie, se ejercita en un antiguo simulador de pilotaje de Guardian todos los días, con el tiempo consigue dominarlo. Más tarde se verá a aventura a salir de su mundo para ser probador de un nuevo simulador con la esperanza de defender Sidonia del ataque de los Gaunas utilizando sus habilidades de combate increíbles.