در سال 1973، به دنبال جنگ بی رحمانه شش ساله قمری، گونه های بیگانه متخاصم به نام بتا - موجوداتی با منشأ فرازمینی که دشمن نژاد بشر هستند - به زمین حمله کردند، میلیاردها نفر را کشتند و اوراسیا را نابود کردند. در حالی که بتا را می‌توان با سلاح‌های معمولی نابود کرد، کلاس لیزری آن‌ها قادر است کل ناوگان هواپیما را از بین ببرد، و بشر را مجبور می‌کند لباس‌های جنگی غول‌پیکری به نام جنگنده‌های سطحی تاکتیکی (TSF) برای مبارزه با آن‌ها تولید کند.
هنگامی که بتا در سال 1998 به ژاپن می‌رسد، یوی تاکامورا، دانش‌آموز مدرسه نظامی و خلبان TSF یا ایشی، دستور می‌گیرد تا با همکلاسی‌هایش از آخرین خط دفاعی کیوتو دفاع کند. ارتش امپراتوری ژاپن به بهای جان انسان های بی شمار و فداکاری دوستان یویی، موفق می شود مهاجمان را دفع کند و در پی آن ویرانی به جا بگذارد. با این حال، این رویارویی یوی را مصمم می‌کند تا دیگر اجازه ندهد چنین چیزی رخ دهد.
سه سال بعد، یویی که اکنون یک ستوان است، به پروژه XFJ، یک برنامه توسعه ژاپن-آمریکایی TSF مستقر در آلاسکا می پیوندد. در یک تیم بین المللی متشکل از خلبان آزمایشی ژاپنی-آمریکایی غیرهمکار یوویا بریج و ایشی های مختلف از کشورهای شکست خورده در بتا، وظیفه یویی کمک به توسعه TSF جدید ژاپنی شیرانوی است. در میان تنش های سیاسی به ارث رسیده از جنگ سرد، Muv-Luv Alternative: Total Eclipse ماموریت ظریف یویی و سفر یوویا برای غلبه بر شیاطین گذشته که هنوز او را تعقیب می کنند را دنبال می کند.
