邪恶天才科学家地狱博士企图征服世界，人类因此而陷入灭亡危机，在驾驶魔神Z的兜甲儿以及其他伙伴们的努力下，世界得以恢复和平。十年后，兜甲儿不再是超级机器人的驾驶员，而是成为了一名科学家。某日，他在富士山地底见到了被埋在山底的超巨大遗迹——INFINITY无限魔神，以及同时出现的神秘生命体“莉莎”。而在同一时刻，地狱博士突然神秘地复活了，他还打算利用INFINITY无限魔神所潜藏的无限可能性，完成他征服世界的野心……就在这千钧一发之际，传说中的驾驶员兜甲儿与魔神Z再次挺身而出拯救人类…

某天早晨，普通的女高中生苍收到了一个神秘的包裹。打开包裹，放在里面的是名为「Frame Arms Girl」的完全自律型小型机器人「轰雷」。但轰雷并不仅仅是FRAME ARMS GIRL而已。还是搭载了具备超越普通人工智能以上人格的人工自我AS（Artificial Self）的最新型试作机，而苍却是全世界唯一能够启动轰雷的人。此时Frame Arms Girl史蒂蕾特和芭莎菈露多也来到苍这里。收集战斗数据并逐渐学习感情的轰雷、自尊心高又傲娇的史蒂蕾特、总爱惹麻烦又酣睡的芭莎菈露多，加上对Frame Arms Girl的知识为0的少女苍。就这样，苍与Frame Arms Girl奇妙的欢闹日常开始了！