Innocent Venus é ambientado em um mundo pós-apocalíptico do século 22, devastado por desastres naturais. A história segue Joe e Jin, dois fugitivos que protegem uma jovem chamada Sana, que é a chave para um poderoso segredo. Eles são perseguidos tanto pelo governo quanto por rebeldes enquanto tentam desvendar o mistério por trás de Sana e sua importância. O anime mistura ação intensa com a luta pela sobrevivência em um mundo dividido entre os ricos, que vivem em cidades flutuantes, e os pobres, que sobrevivem nas ruínas abaixo.