Noriko Takaya é uma jovem cadete que sonha seguir os passos do pai herói espacial. Apesar de desajeitada ela é escolhida para pilotar o poderoso mecha Gunbuster ao lado da experiente Kazumi. Juntas elas enfrentam monstros espaciais gigantes em uma guerra desesperada pela sobrevivência da humanidade enquanto lidam com rivalidades traumas e o efeito devastador da dilatação do tempo em suas vidas e relacionamentos.