Der Infinite Stratos kann nur von Frauen gesteuert werden. Doch es gibt eine Ausnahme. Ichika Orimura, der aus irgendeinem Grund als einziger Mann einen IS steuern kann, wird auf die IS-Akademie geschickt, um dort eine Pilotenausbildung zu unterlaufen. Die gesammelte Aufmerksamkeit seiner Mitschülerinnen, die aus unterschiedlichen Ländern stammen, macht Ichika mitunter sprachlos.

Eine chinesische Kadettenvertreterin kommt als Austauschschülerin an die IS-Akademie und überbringt ihrer Parallelklasse eine Kriegserklärung. Es stellt sich heraus, dass es sich um Ling, Ichikas Sandkastenfreundin handelt. Ling hatte schon immer Gefühle für Ichika. Als sie erfährt, dass Houki Ichikas Zimmergenossin ist, stürmt sie in deren Zimmer und fordert Houki auf, mit ihr zu tauschen.

Der erste Klassenligakampf. Ling steuert Shenlong auf Ichika zu. Shenlongs Kraft und seine Drachenkanone zwingen Ichika in einen Verteidigungskampf, wobei er trotzdem die Möglichkeit zum Rückschlag sucht. Plötzlich dringt ein unheimlicher IS gewaltsam in die Arena ein. Ichika und Ling versuchen mit vereinten Kräften den Angriff des rätselhaften IS aufzuhalten.

Der weltweit zweite männliche IS-Pilot Charles Dunois wechselt an die IS-Akademie und kommt aus Frankreich. Ichika freut sich sehr darüber, dass es neben ihm nun einen weiteren Jungen an der Schule gibt. Charles erwärmt sich auch sofort für Ichika, nur trägt er leider ein großes Geheimnis mit sich herum. Am Folgetag kommt eine weitere Austauschschülerin.

Laura sieht Ichika als Feind an und provoziert ihn ständig. Anscheinend kann sie ihm nicht verzeihen, dass Chifuyu, die von Laura verehrt wird, den zweiten Titel im Mondo Grosso sausen ließ, um Ichika zu retten, als er als Kind entführt wurde. Ichika erfährt durch Zufall von Lauras Groll auf ihn. Wie damals stößt es ihm bitter auf, dass Chifuyu ihn ständig beschützen muss.

Indem sie Cecilia und Ling provozierte, zettelte Laura einen Kampf an. Mit dem ATV, einer Waffe der 3. Generation, macht sie Cecilias und Lings Angriffe wirkungslos, während sie ununterbrochen zuschlägt. Als sie auch Ichika, der Cecilia und Ling zu Hilfe eilt, ins Visier nimmt, schreitet Chifuyu ein und ordnet an, dass die Entscheidung im klassenübergreifenden Turnier getroffen wird.

Das klassenübergreifende Turnier beginnt. Ichika und Charles stehen im ersten Kampf Laura und Houki gegenüber. Zunächst machen sie Houki kampfunfähig und treiben dann Laura in die Enge, die den ATV benutzt. Lauras und Houkis Niederlage scheint bereits festzustehen, als sich Schwarzer Regen plötzlich unheilvoll krümmt und in einen schwarzen, humanoiden IS verwandelt.

Da in Kürze die Sommerschule am Meer ansteht, geht Charlotte mit Ichika Badebekleidung kaufen. Der Einkaufstrip der beiden entwickelt sich zum Date. Während Charlotte das Herz klopft, bemerkt sie, dass Ling, Cecilia und Laura sie verfolgen. Kurzerhand schnappt sie sich Ichika und springt mit ihm in eine Umkleidekabine. Houki für ihren Teil wünscht sich sehnlichst einen Persönlichen IS.

Ichika und die Mädchen hatten hörbar viel Spaß während ihrer Nacht in der Herberge. Am nächsten Tag kommt überraschend Houki zum Praxistraining der Persönlichen IS. Vor den ungläubigen Augen der Anwesenden erscheint daraufhin Houkis ältere Schwester Tabane und enthüllt Houkis Persönlichen IS Akatsubaki. Tabane verrät, dass Akatsubaki ein IS der vierten Generation ist.

Ichika und Houki bekommen Silverio Gospel in der Luft über dem Meer zu fassen. Jedoch entdeckt Ichika zu ihren Füßen ein vorbeiziehendes Wildereischiff und setzt alles daran, es davor zu bewahren, Opfer des Kampfes zu werden. Houki hingegen ist der Meinung, dass Kriminelle der Mühe nicht wert sind.

Silverio Gospel wird von den Sturmangriffen von Houki und den Mädchen in die Enge getrieben. Er verwandelt sich jedoch in die zweite Form und setzt zum Konter an. Ichika befreit die Mädchen aus ihrer Klemme. Mit neugewonnenem Kampfgeist wünscht sich Houki nichts sehnlicher, als an Ichikas und ihrer Kameradinnen Seite zu kämpfen und sie zu beschützen.