复兴历107年，距被称之为“失落的阿尔忒弥斯（ロスト・アルテミス）”的月球崩坏事件大约有100年。人类被暴露在陨石坠落的危险（ドロップの危机）之中却仍进行复兴的时刻…… 以大丝带为特征的天海春香成功地通过了“偶像大师项目（アイドルマスター・プロジェクト）”的偶像选拔，决定一个人前往东京。上京那一天，本来答应到东京站接她的高槻弥生，突然因为紧急的工作而来不了。在那份不安之中，春香偶然遇到了同样是偶像试镜合格者萩原雪步。两人都为第一次来到东京感到困惑，但依靠地图以十六夜宿舍为目标进发。寻找宿舍途中，目击到去阻止陨石下落的陨石除去人形重型机械“iDOL”NEBULA起飞的那一幕的春香，既惊讶又感动。另一方面，陨石除去Team Mondenkind(チーム・モンデンキント)基地内的工作人员们察觉到某种异变。被封闭的格纳库中“iDOL”有启动反应。迷路路过海边而看海的春香，被一名突然出现的神秘少女被带走。这时海面溅出巨大的水花，一个白色的巨大机器人出现！？

在天海春香面前出现的白色巨大机器人IMBER引导着春香进入驾驶舱。那时试图捕捉IMBER的如月千早驾驶黑色巨大机器人NUBILUM。千早打算把春香带走，回应春香的呼喊的IMBER，还有及时赶来的NEBULA将NUBILUM击退。受到Mondenkind基地保护的春香，从iDOL Master课的责任人约瑟夫·真月那里听说了偶像选拔的含义，得知所谓“偶像大师”（iDOL Master）的其实是名为iDOL的机器人的驾驶员Master。春香的好友弥生认定是黑社会行径而强烈反对，但春香还是来到了十六夜宿舍。春香对iDOL想来覆去，抱着复杂的心情来到Mondenkind基地格纳库，NUBILUM用聚光灯照向春香表示欢迎。第二天，春香穿上了玉兔高中的校服，决定成为iDOL Master。

抱着iDOL Master的决心，春香前往连通Mondenkind基地的玉兔高中。iDOL队的成员的问候过后，三浦梓领着春香和雪步参观基地设施。然后，为了成为着iDOL Master的训练程序终于开始了。春香和雪步的擅长领域完全相反。擅长实际操作的春香马上被叫去驾驶IMBER。但是，启动过程中IMBER功能停止，春香被困在驾驶舱中。在那黑暗的驾驶舱中，春香给好友弥生打电话，回想起自己孩童时候是如何振作起来的，找到了解决的办法。Mondenkind基地的DROP下落警报敲响，NEBULA准备出击，驾驶舱中的春香要求也让IMBER起飞。弹射出去的IMBER逐渐坠落至海面时，在春香不懈的鼓舞下，IMBER终于恢复机能成功起飞。这个时候，水濑伊织驾驶的NEBULA发来的紧急信号！

春香的初次驾驶让IMBER成功启动。另一方面，伊织消除陨石下落的任务失败。因为犯了低级错误，梓让伊织在基地待命。伊织对春香的抗拒心越来越强烈。这种情况下，NEBULA由菊地真驾驶，某次任务中NEBULA变得伤痕累累回来。阿真认为，iDOL只是没有心灵的道具，不管怎么使用只要能完成任务才是最优先。伊织申请跟阿真进程模拟战对决。那时，春香从资料室查询得知，伊织犯错是因为避免机体受到碎片的撞击。发觉到伊织的真实心情的春香，赶去观看模拟战，但来到时伊织已经败给了阿真。于是春香喊出“我也要参战！”，结果春香也败阵。不过，在夕阳照耀下的校舍楼顶，相信着iDOL有心灵的二人，一点点开始了解彼此。

新任的iDOL Master组合春香与雪步表现得十分出色。越来越自信的春香挑拣无花纹胖次穿来出动下一次任务。另一方面，Turiavita的千早和莉法，为了抢夺IMBER而开始行动。为了迎击陨石的春香和阿真出动了，但是她们达到迎击点时根本看不到任何将坠落的陨石，基地的电脑不断显示新的陨石下落的信息。梓马上意识到Mondenkind JP的主电脑遭到黑客入侵。被虚假情报搞得头昏目眩之时，司令室的通讯突然通讯，春香和阿真被孤立在地球轨道之上。混乱中，春香看到了真正的坠落陨石，成功将其击破，然而那里隐藏着千早驾驶的机体NUBILUM。IMBER受到攻击而降落在地面，为了不让附近市民受到波及，春香鼓起勇气迎击NUBILUM。但是，在敌人的猛烈攻击下IMBER停止机能，春香也负伤昏迷。NUBILUM把IMBER抓到高度二万米的上空平流层。机能停止的IMBER，惯性制御也停止，外部的冲击将直接传到驾驶舱。“IMBER，我马上就从让你那个Master手中解放出来。”说完这句话后的千早，让IMBER和春香往地面坠落！

阿真驾驶着NEBULA，勉强将千早的NUBILUM击退。春香和IMBER在危险时刻得到救援。IMBER的中枢核心虽然平安无损，但机身各部分都破损严重，春香也负了重伤。恢复意识的春香，看到破损的IMBER，认为全是自己的错而痛苦，无论雪步和伊织如何安慰也没用。一个星期过后，春香的伤痊愈了，整备组成员不分昼夜地作业终于把IMBER修理完。大家万分期待的IMBER启动实验中，心情沉重的春香回想起年幼时被离婚的父母抛弃，自此对遭受讨厌的事都感到过敏，误以为自己已经被IMBER讨厌。仿佛灵验如她所想的那样，IMBER完全没有反应，春香的启动实验失败。不打算告诉任何人，抱着独自回乡的心的春香，感到无法形容的后悔和寂寞，一阵风吹落她那孤独的泪水。春香孤身一人躺在一片草坪时，旁边突然出现了巨大的IMBER的身影。那是在伊织的百般劝导下，IMBER终于启动前往春香的故乡接她回去。一朵小白花乘风飘落在春香面前。iDOL和Master的彼此信赖恢复了。

夏天的某日，Mondenkind JP的各位，iDOL的整备组和工作人员应邀，南方小岛“整备岛”，那是iDOL机身零件的开发和测试的地方。众人穿着泳装嬉戏的时候，春香却跑去IMBER整备的机库，看到被彻底拆开后剥出来的IMBER的核心感到惊讶。于是，梓给春香讲述了iDOL与人类的相遇的故事。iDOL的本体的核心，是在月球崩坏事件中坠落到地球的陨石中发现的未知的硅素构造体。拥有无限能量的核心共有5个。作为其核心的连接口而开发出来的巨大的人型框架，就是iDOL。然后，梓告诉春香，各种反应表明iDOL可能有心灵，不过也许只是物理反射……回想梓的话，春香思索着iDOL到底是怎么样的一个存在，但是可能除了IMBER自身外没有知道那答案。那天晚上，春香向梓申请夜间测试，IMBER的胸口已被律子她们涂上跟春香的丝带一样的粉红色。在美丽陨石雪（コンペイトウスノー）的夜空下，仿佛男女约会般春香享受着跟IMBER一起飞翔。感受到巨大机器人IMBER持有心灵的春香，重新向IMBER作起自我介绍。

为了提高iDOL的性能，Mondenkind JP用调律器harmonize对iDOL进行调整。春香明白这是为了战斗而提升性能，约瑟夫和梓对她说起敌对组织Turiavita的来历。Turiavita原本是Mondenkind所属的一个研究开发部门，打算用iDOL作恶而引起了“黎明前的紫月”事件，夺走了iDOL Prometheus 3“NUBILUM”。提高iDOL的性能是为了创造Mondenkind和Turiavita的战力差距，让对方难以出手的防卫策略。不过对harmonize的调整并不顺利，能听懂iDOL发出的微妙“声音”的只有原整备组成员双海亚美。受到约瑟夫和梓的委托，春香带着雪步和伊织去电视台，打算说服亚美返回Mondenkind。亚美却对春香说“iDOL的Master还是不当为好，iDOL只会让人伤心”。春香从阿真那里听到了亚美的过去。7年前，亚美的双胞胎妹妹真美驾驶的iDOL Prometheus 4“TEMPESTAS”失控，同真美一起失踪；真美留下了“TEMPESTAS说很对不起”的最后通话。这件事以后，亚美离开了Mondenkind，也不再信任iDOL。亚美对TEMPESTAS只留下“对不起”就不明不白地消失十分恼火。春香劝导亚美，“不能回来就放手不管这样好吗？去寻找TEMPESTAS然问个明白吧。”在亚美和真美和TEMPESTAS二人一机创作的歌曲播放中，亚美终于回心转意。

双海亚美回归Mondenkind JP，用harmonize对iDOL进行调整。不欢迎亚美的阿真质问亚美回来的理由。亚美，春香和IMBER的关系让她再次相信iDOL是拥有心灵的。阿真震怒道“iDOL只是道具，怎么可能有心”。根据亚美的harmonize结果，iDOL和Master的关系作了新的变更：NEBULA的Master为伊织，阿真为候补。伊织的梦想实现了，阿真的心却沉了下去。梓把Mondenkind资料部下达的，回收轨道上的一块月球碎片的任务“キャンディーキャッチャー作戦”交给了伊织和NEBULA。前夜，伊织用Mondenkind的电脑查询资料以策万全，但她不知道这台电脑受到某个外部的访问……伊织驾驶NEBULA成功地回收了碎块，但是返航时却发生事故。NEBULA的控制变得不稳定而偏离了轨道，勉强支撑着陨石的NEBULA的手腕破裂。意识到危险的Mondenkind NA发射了三枚导弹，陨石和NEBULA被直接命中。最重要的结果是，伊织被摘下了NEBULA的Master一职，再次重新成为NEBULA的Master的阿真的心激烈的动摇着。

据Mondenkind EU报告，第5体iDOS核心“HIEMS”可能存在于冰岛，春香她们及Mondenkind JP全员，连同iDOS一起来到冰岛调查。迎接她们，所属Mondenkind EU的朔响说到，地震多发地带的冰岛在20年间没发生过任何大地震，极可能是因为存在板块附近的HIEMS起的作用。另一方面，Turiavita也收到这个情报，千早和莉法，带同NUBILUM和新造的iDOS“Epimetheus”前往冰岛。搜索部捕获到HIEMS位于格里姆斯山的岩浆之中的迹象，IMBER和NEBULA准备起飞之时，NUBILUM和Epimetheus出现拦着她们的去路，于是IMBER（春香）对战NUBILUM（千早），NEBULA（真）对战Epimetheus（莉法）。可是，精神状态不稳定的阿真陷入苦战。两组iDOS和Master的激烈冲突，HIEMS受到那个共鸣而觉醒，产生强烈的噪音和电磁波振荡导致火山喷发。四台iDOS都失去意识似的停止了活动。走出IMBER驾驶舱的春香，遇到了一名跟梓长得一摸一样的女士。那人因为代谢机能降低而失去意识，没想到对方是敌人的春香用自己的身体给她取暖使之苏醒。春香问起对方名字，那人自称“我是Mondenkind EU的如月千早”……

Mondenkind总部发来通知，比起冰岛居民的安全，优先回收HIEMS。虽然冰岛也许会毁灭，比起这个重要的是确保Master。Mondenkind JP拼命的搜索，仍未在广阔的冰原发现春香和IMBER的踪迹。那个时候，在春香的照料下千早苏醒过来，但千早欺骗春香说自己是属于Mondenkind EU的人员。听着春香述说着跟IMBER如何如何地亲密，再也无法抑制住嫉妒羡慕恨的千早突然把手枪指向春香。幸好这时格里姆斯山再次发售地震，春香得以趁机脱险。另一方面，阿真不顾与NEBULA的不和谐音，擅自驾驶NEBULA潜入格里姆斯山的火山口下岩浆，再次遭遇莉法驾驶的Epimetheus。NEBULA无法灵活活动，被Epimetheus捉弄着，最后完全停止机能。考虑到最坏的情况，约瑟夫果断下令放弃格里姆斯山，优先保护冰岛居民，以及岩浆内的NEBULA和阿真的安全。恢复通信的春香驾驶IMBER赶到，向火山口注入只是惯性能量的高间杆能量冲击……虽然第5个iDOL核心“HIEMS”被敌人抢走了，但是冰岛的毁灭性大地震成功回避，NEBULA和阿真也被救出。春香和IMBER成功地奏出奇迹般的旋律，但在这背后，却是内心绝望的阿真和千早的身影……

自从冰岛战败，NEBULA不再接受阿真的启动。阿真责骂整备组没做到位，自夸自己辉煌战绩。亚美指出阿真与NEBULA的不和谐音，再对比春香和IMBER之间的信赖产生的旋律。再也抑制不住内心的混乱的阿真突然举手想打人，结果被梓命令回家待命。呆在家中的阿真回忆起小时候的她时常盼望着能够像姐姐·梓一样驾驶NEBULA。直到某个事故发生，梓再也启动不了NEBULA，而阿真如愿成为了NEBULA的Master，但自此梓对她的话总是心不在焉。阿真将七年间的压抑在内心的愤懑之情连同眼泪宣泄出来，“为什么不承认我！为什么从不关心我！”。梓拥抱着压痛哭着的阿真。第二天，阿真因为哭累了睡着，春香受梓委托来到501号室叫醒阿真，然后发觉梓原来跟阿真是室友，恍然地说道“难怪梓主任总是在意阿真”。听到这句话的阿真似乎找回了心灵的依靠。Mondenkind JP iDOL Master课的上层经过商讨得出结论——阿真不能再乘搭NEBULA。另一方面，朔响出任Mondenkind JP课涨约瑟夫的助理，代表总部的立场。恢复信心的阿真被叫去了NEBULA的格纳库，结果梓向她宣读了剥夺其iDOL Master资格的处罚书。阿真辞掉了NEBULA JP的工作，走向了Turiavita……

菊地真离开了Mondenkind JP，伊织再次接受作为NEBULA的Master的适合性的测试。伊侄回想起7年前偶遇NEBULA的场景——在梦幻的迷雾中伫立的庞大身躯，悄无声息地飞离的iDOL。从那刻起，年幼的伊织就决心当iDOL Master。在这个相遇的相同日子接受测试，不认为是偶然的伊织干劲十足地驾驶NEBULA上升至地球轨道。这次任务是将DROP早期警戒卫星放入卫星轨道。伊织和NEBULA协调良好，预想可以平安完成任务。但是，用于特别任务而在NEBULA上安装的Master Unison装置（マスターユニゾン装置）让NEBULA发生异常。Master Unison，是让iDOL推理iDOL Master也能启动和控制的实试验装置。在这个工作中，因过敏现象产生拒绝反应的NEBULA停止机能，其核心开始异常加热。情急之下，Mondenkind JP试图把Master Unison装置强制排除，外部指令无法接入。核心持续加加热，超过1000度的话NEBULA的记忆和个性就会完消失。伊织穿上太空服飘出驾驶舱，决定手动排除Master Unison装置。不熟悉太空活动的伊织在律子的指示下去装置用于排除的爆破螺栓，但是某支控制杠总动不了……“从我的NEBULA身上离开！”伊织使出浑身一击，爆炸螺栓的控制杠终于被押进入，Master Unison装置排除成功。那晚，十六夜宿舍给手腕骨折的伊织举办了纪念派对……

春香在IMBER的整备过程中发现其记忆文件收藏着自己的录像，为与IMBER的“羁绊”感到兴喜。某一天，Mondenkind JP课长约瑟夫病倒了，Mondenkind JP内部气氛马上松懈下来，但基地内存在某个暗中活动的影子……iDOL整备的最终检查用整备用钥匙似乎被人做了手脚，启动时IMBER突然陷入无人驾驶下的失控状态。格纳库内iDOS和Master、Mondenkind 的工作人员相互注视着。为了打破僵局律子提出的cosplay作战并未凑效，IMBER甚至要践踏面前的春香。春香对眼前发生的事不知所措。IMBER开始向地面移动，若IMBER出现在地面展开重力层，受灾区域范围不可估量。课长助理朔响说要IMBER炸掉，不让其核心受损即可。从秘密通道潜入基地的约瑟夫阻止了荒谬的爆破计划。约瑟夫定制计划，破坏基地让IMBER的步伐停止，通过X射线和超音波让驾驶舱内的整备用钥匙破坏。Mondenkind JP全员执行作战，终于阻止了IMBER的失控。其后检查时没发现被安装病毒，事件就在谜团中告终。但是，春香在IMBER的记忆文件内找到了过去千早的录像，看到满脸笑容的千早向IMBER发招呼，春香的心凌乱了……

Turiavita终于完成了HIEMS的人型框架，菊地真对要成为HIEMS的Master充满自信，有着被IMBER背叛了那份信赖的痛苦记忆的千早叮嘱她“iDOL绝对不会对Master言听计从的。”另一方面，春香在IMBER的记忆文件中千早的录像后对千早的事非常在意……冰岛相遇的记忆，IMBER记忆文件中的录像，曾经所属Mondenkind JP的资料。然后梓告诉她，“黎明前的紫月”事件中千早试图带走IMBER却被IMBER所抛弃，IMBER也从此进入长眠。苦恼的春香去找挚友弥生商谈，但因为要隐瞒iDOL Master一事，说的话虽然不太对头。于是呼弥生强行拉她去参加圣诞少女竞赛。比赛中，春香被弥生所在的那家事务所看重，作为新人偶像出道。IMBER记录了春香演出的电视剧和广播，春香从那里IMBER得到支持感到非常高兴。但是偶像和iDOL Master是非常难兼顾的，春香和IMBER之间逐渐产生疏远感。双海亚美的harmonize测试发现了微妙的音色变化，却无能为力。因为偶像活动日程排满，春香跟IMBER完棋子游戏的时间也没有。春香将录有自己练习唱的歌的U盘交给了雪步，希望她拿去给大家听，顺便为IMBER补偿。然而不知何为，独自一人的雪步咬牙切齿地握着那U盘……

圣诞节即将来临的冬天中的东京，一个人站在街头的萩原雪布内心摇晃。作为Turiavita的间谍潜入Mondenkind JP的雪步，其任务即将进入最终阶段。对于想念千早的雪步，尽快回归Turiavita是求之不得的，但是背叛了与最初的朋友春香之间的信赖，让她的心感到困惑。尽管如此，为了回应千早的期待，雪步取得了司令室的操作员和双海亚美的信任后，接近Mondenkind JP的中枢更进一步。然后，在Mondenkind JP内部清查的朔响已经对雪步起了疑心；感觉自己的真实身份迟早会暴露的雪步终于开始了行动，将重要人物双海亚美将调往iDOL的整备开发工场的月见岛一事泄露。另一方面，Turiavita内部体制急变，科学家小组的主要成员对卡拉斯的强制做法提出反对意见，结果被集体屠杀。已经不能再回到Mondenkind JP和十六夜宿舍，独自在充满圣诞气氛的街上徘徊的雪步遇到了春香。春香给她送来了刚才弄丢的长颈鹿人偶——那是幼年时千早送给雪步的宝物。看着微笑的春香，雪步的内心产生动摇。但随即想起春香教过她的话，为了实现最大的愿望，“重要的是一点点的勇气和坚强的心”，雪步下定决心回到千早身边，悄悄地离开了春香。那晚平安夜，Turiavita向月见岛发起了袭击！

莉法率领着量产型的Epimetheus群和Turiavita士兵袭击Mondenkind JP的月见岛。双海亚美以外的工作人员全被屠杀。Turiavita以亚美为人质，要Mondenkind JP用IMBER和NEBULA交换。朔响传达总部的话，虽然亚美是十分很重要的存在，但是对于Mondenkind JP并非不可或缺，iDOL Master队静待通知，也就是不接受人质交换条件。春香和伊织她们对朔响和梓的决定产生质疑，为了救出亚美打算独自行动。这个时候雪步出现帮助她们，然而她们这时还不知雪步是间谍一事。按照雪步的致使，IMBER和NEBULA出发了，而梓驾驶着喷射机紧追她们。人质交换指定点是新几内亚的丛林地带。另一方面，春香和伊织计划由一人假装人质交换，另一人伺机救出亚美。春香和IMBER在千早和亚美所在的平台着陆。为了跟想念着IMBER的千早交谈而主动作为诱饵的春香走出了驾驶舱，但千早轻描淡写地说春香的话让人作呕。。另一方面，负责包抄的伊织遭遇到驾驶着HIEMS的阿真，NEBULA被揍得破不堪言。本来站在春香身边的雪步突然抢走春香钥匙递给千早，在千早的手中被捏得粉碎……

雪步终于在春香面前表露了Turiavita的间谍的真实身份，然后IMBER也被千早抢走了。雪步驾驶千早先前驾驶的iDOS·NUBILUM并开启重力层，春香被吹飞掉向丛林。Mondenkind总部的强袭部队MSA开始真正的军事行动，以新几内亚的丛林为舞台展开激烈的枪战。再次被Turiavita捉住的亚美的眼前出现了异样，在原本什么也没有的空地，7年前失踪了的第4个iDOS“TEMPESTAS”突然现身，并打倒千早的IMBER和雪步的NUBILUM。意想不到的5个iDOL全部聚齐在一地，Mondenkind和Turiavita都准备逃跑。5个iDOL产生共鸣，逐个停止AURYN……看到这事态的Mondenkind总部决定使用隐藏在轨道上的攻击卫星“VULTURIUS（ウルトゥリウス）”来把5体iDOL消灭，预测造成5亿人伤亡。Turiavita的卡拉斯命令Epimetheus去迎击，Epimetheus压倒性的攻击光束下瞬间蒸发。然后，攻击光速即将打倒新几内亚的地表时在高空100米被TEMPESTAS拦截住，受到强烈攻击的TEMPESTAS的机械框架彻底消失。攻击光束消散后，只留下TEMPESTAS的内核，以及7年前失踪的双海真美……

在丛林倒下的春香被Mondenkind强袭部队MSA所救，跟Mondenkind JP取得了联系，但是，雪步的背叛和IMBER的丧失给春香的心灵留下难以愈合的伤痕。另一方面，7年前失踪的双海真美也醒过来了，双海姐妹久别重逢有着说不尽的喜悦。7年前事件的真相部分明了。7年前的试验事故，TEMPESTAS为了治疗身受重伤的真美，消失在虚数空间中。在失去了用自己的机械框架和记忆后沉睡者的TEMPESTAS核心面前，姐妹的“歌”像摇篮曲一样回响。另一方面，Turiavita对抢夺的IMBER进行改装，机身被涂成纯白色，春香乘坐过的驾驶舱也被千早咂碎。然后，春香终于回到了Mondenkind JP，假装什么事也没发生过一样，过分开朗地跟工作人员打招呼，充满干劲地干活，然后春香的好友弥生和伊织都看出那是在自我欺骗。春香翻抽屉时发现那封原封未动的自己留给雪步的生日卡片，再次雪步的背叛和IMBER的离开的事实所触动，在伊织的训斥下，再也忍耐不住而独自一人在房间中痛哭……

复兴历107年的除夕，春香把自己封闭在十六夜宿舍的房间中，实在无法经过被雪步背叛和IMBER离去的打击。现在，Mondenkind JP的DROP排除作业的轮班被排除，工作人员趁闲着写贺年卡来改变心情，但是沉重的气氛无法消去。普通工作人员不知道的Mondenkind JP的最底层，梓正在跟从敌对组织Turiavita俘来的莉法见面。莉法，那是不同于未完成型的bastard的梓，是新人类的完成型mischling，用与iDOL一致的生命体和人类的完美融合体。过去，在Mondenkind进行iDOL研究的卡英露羽（カイエン・ロ・ウ）和瑛露羽（テル・ロ・ウ）夫妇领养了年幼的梓和千早，虽然研究人员在其背后私语道她们是试验的白老鼠，不过iDOL的研究进展非常顺利。然后，夫妇俩开始构想由人类和iDOL融合的新人类诞生计划mischling计划（ミシュリンクプラン），并按照各自的想法对梓和千早的身体进行改造。那之后发生了“黎明前的紫月”事件，夫妇决裂。以瑛露羽为首，造成大量人员伤亡，Turiavita诞生。追随母亲的千早想带走IMBER，但IMBER拒绝起动故能带走NUBILUM。迎来复兴历108年的新年的黎明，Turiavita击毁一座无人岛并向Mondenkind索取iDOL。这时，朔响传来Mondenkind本部的命令，Mondenkind JP iDOL队即日起解散！

宣布iDOL队解散的同时，Mondenkind本部的强袭部队MSA鱼贯而入迅速占领Mondenkind JP的设施，指挥者就是朔响，他原来是Mondenkind的最高领导“GRAND LODGE之猫（グランドロッジの猫）”成员。5体iDOL集齐的话就“AURYN（アウリン）”会解放，GRAND LODGE之猫打算把iDOL放到无人可触及的虚数领域来回避危险。被解散的iDOL队被分配到Mondenkind的普通业务部门，被命令回家待命的约瑟夫由梓送走，约瑟夫对梓说“请不要轻视生命”。旧Mondenkind JP iDOL队成员，以约瑟夫为首开始策划回击本部，稍微恢复精神的春香也参与其中。利用弥生的广播，向咋基地被扣押着的亚美、真美、萤传达信息，开始了里应外合的基地夺回作战。在未得到朔响的许可下不能开枪的MSA未能真正的反击，基地的每一个角落都遭受工作人员的奇袭，最终iDOL队夺回了基地。明智地退出司令室的朔响，向约瑟夫解释了什么是“AURYN”。5体iDOL是“AURYN”解放的钥匙，那是给世界带来灾难的潘多拉之盒。

Mondenkind向东京发布避难命令，据说有DROP下落的危险。事实是为了应对Turiavita的袭击而提前让市民避难。Mondenkind JP研究着作战对策。因为TEMPESTAS核心陷入睡眠状态，所以战斗力只有NEBULA一台iDOS，相比之下Turiavita拥有3台iDOS和量产机Epimetheus。如果全部iDOS被敌人夺取，“AURYN”就会被解放。月球崩坏事件的100年间维持地球重力平衡的存在如果被夺走，将不知道会发生什么。 但是，大家愿意赌上“iDOS是怎么样的存在”决意去战斗。然后，Turiavita和Mondenkind JP的战斗开始了。以千早的IMBER为首，雪步的NUBILUM、阿真的HIEMS以及量产机Epimetheus部队，对东京市区任意践踏摧毁。装备了新武器Faustschlag的IMBER向新宿车站攻击，以此为中心被打穿出一个巨大的洞。NUBILUM和HIEMS摧毁Mondenkind JP基地的延伸通路，基地的逃生出口全被堵塞。IMBER在Mondenkind JP基地的上空准备发起攻击时，伊织驾驶NEBULA出现了。为了利用TEMPESTAS的能力进行作战争取时间，伊织和NEBULA英勇地奋战。终于，利用TEMPESTAS的“音”的作战开始了，iDOS陆续停止机能，但千早早已把IMBER的调音回路切断所以不受影响。尽管如此，心意已决的春香决死地向IMBER奔去，跳跃翻滚，只为了把自己对IMBER的思念传达过去。“我喜欢你。”这句话给达到了IMBER的“心”，恢复意识的IMBER把千早乘坐着的臭驾驶舱强制弹出，伸出手救下了掉落中的春香。

因为春香的表白，IMBER恢复了意识，Turiavita撤出东京。再次被IMBER拒绝的千早，超越所属组织Turiavita的意图行动，那时就实现瑛露羽的所研究的iDOL与人类强行融合。对IMBER爱得疯疯癫癫的千早，把Turiavita的能源供应独自占有。另一方面，跟踪着逃出的莉法，梓潜入了Turiavita的基地，而借此得知Turiavita的基地所在地的Mondenkind总部，投入国联军对其发动总进攻。Mondenkind最高层“GRAND LODGE之猫”决定再次使用攻击卫星VULTURIUS，必须把Turiavita和iDOS一同消灭。因为千早的捣乱，Turiavita陷入拟装拟装暴风圈消失、Epimetheus无法启动的困境，所有能量全部被供给到被画分为废弃区的SCHMELZOFEN。千早打算让自己跟IMBER融合，这意味着肉体将会消失。虽然很伤心，雪步还是顺从千早的意愿而协助她。这时梓出现想要阻止千早，雪步用枪指着梓，阿真扑过来致使雪步的枪走火，千早受了致命枪伤，然后投入到SCHMELZOFEN系统中。继续前进的梓拜托了用自己的脑细胞制造出来的人造人·莉法系列，终于来到养母瑛露羽所在的房子。梓向她痛诉过去养父养母提出的mischling计划造成了千早的悲剧。不过，这时泰尔·露羽的意识已经封闭，只是被Turiavita的干部卡拉斯当作复仇的工具利用而已。这时，千早起动的SCHMELZOFEN变化的影响，Turiavita基地内的部件被压碎，连泰尔·露羽和兹也……不久，Turiavita基地所在的岛屿漂浮在空中。

雪步决定完成千早的遗志取抢夺IMBER；为了跟雪步见面，春香打算前往漂浮在海面上空的Turiavita基地岛屿。因为国联军的攻击和意想不到的千早的暴走，Turiavita基地接近毁灭的边缘，不过守护着岛屿的Epimetheus群仍是强力的。Mondenkind JP为了让春香进入Turiavita基地，利用TEMPESTAS核心的诱导波把Epimetheus群引开，由NEBULA迎击Epimetheus群为春香争取时间。就在伊织的NEBULA被Epimetheus群压制时，阿真驾驶HIEMS赶来相助。阿着跟仰慕的姐姐梓离别时，那份憎恨也一同消失。另一方面，“GRAND LODGE之猫”的指示督促Turiavita基地歼灭战的朔响，为攻击卫星VULTURIUS的发射做最后的准备，意图把Turiavita和iDO一同消灭。而。Mondenkind JP iDOS队入侵Mondenkind总部和VULTURIUS之间的回路，为延迟发射奋战着。在Turiavita基地，春香终于跟雪步见面，但雪步对春香伸出的朋友之手并不领情。为了让千早和IMBER融合，雪步用NUBILUM的Schubbohrer射击IMBER。因SCHMELZOFEN粒子化的千早向IMBER扩散，然而千早的粒子马上被IMBER排出。春香说iDOL只想跟喜欢的人在一起，而千早的一厢情愿并不是“爱”。那时，VULTURIUS终于发射了，Turiavita基地瞬间消失，现场只留下出IMBER和春香，以及为保护雪步而以身做盾的NUBILUM残骸。

攻击卫星VULTURIUS的攻击把Turiavita消灭了，但环顾世界的情况越来越严重。为保护IMBER和春香，还有雪步而承受卫星攻击受毁的NUBILUM核心，被卫星轨道上出现的AURYN（アウリン）所吸收。100年间AURYN一直维持着地球的地轴和陨石环之间的平衡出现崩溃。Mondenkind JP整备组分析iDOL传达的数据，得出结论：把所有iDOL给AURYN吸收，使重力恢复稳定，并且代替AURYN稳定重力场，这意味着iDOL将会消失……知悉iDOL们的提议，Mondenkind JP全员的心都有所动摇，对她们来说，iDOL并不是没有心灵的简单机械。从避难的家乡远道而来的弥生，春香对她吐露了“我一想到做的事就会全力以赴，不会后悔”的心声，坚定了某个决心；然后，向弥生介绍自己的“男朋友”IMBER。iDOL们飞往AURYN的时刻到了，原来是无人驾驶的状态下发射出去，其驾驶舱内有着各自iDOS Master的身影。IMBER的是春香，携带TEMPESTAS核心的NEBULA是伊织，HIEMS的是阿真。怀着各自的感情，iDOL和iDOL Master向天空飞翔……iDOL将阻拦他们道路的陨石一一排除，IMBER和春香从NEBULA和HIEMS打开的入口进入AURYN内部。NEBULA取下了春香的一条丝带，弹出春香的驾驶舱，AURYN内部，5个iDOL融合产生的巨大能量将AURYN的力量抵消。Mondenkind JP的工作人员们，最后时刻被NEBULA和HIEMS强制脱出的伊织、阿真，还有春香，仰望天空，看到的是宇宙空间中代替曾经的月球的存在——iDO们创造的盛开着的巨大花朵。春香的钥匙收到了NEBULA最后的信息——“ダイスキ(至爱)”。