故事讲述突如其来的未知生命体“Gadoll”，使人类长年陷入灭亡的危机，生存下来的人们为了保护自己，建造了高度3,000M 的巨大移动要塞“DECA-DENCE”。 DECA-DENCE的居民分为日夜与 Gadoll 战斗的战士“Gear”，以及没有战斗能力的“Tanker”。憧憬并梦想成为战士的少女・夏目，冷淡的装甲修理人・镝木，不放弃希望、努力向前的少女与舍弃梦想的现实主义男人，看似极端相反的两人，因他们的相遇而让世界的未来有了巨大改变。
小学时期，游泳部的四名成员在毕业前的游泳比赛中夺冠，之后他们毕业的毕业，出国的出国，四人分道扬镳。时过境迁，就读岩鸢高中的七濑遥（岛崎信长 配音）和好朋友橘真琴（铃木达央 配音）升上高二，他们与昔日的游泳部成员之一叶月渚（代永翼 配音）重逢。三人回忆起小学时光，约定到曾经的游泳馆去。在废弃的游泳馆里，他们居然遇到了归国的松冈凛（宫野真守 配音）。意料之外的是，昔日战友凛性情大变，还对遥发起挑战，结果遥输给了他。 遥、真琴和渚决定成立游泳部，经过多番努力后，终于招募到了新成员龙崎怜（平川大辅 配音），他们以县大赛冠军为目标，进行紧张的集训。另一方面，凛所在的鲛柄学院游泳部也在为大赛作准备。他们约定，要在赛场上决一高下。充满激情和活力的游泳部，在这个夏天，开始了关于友情与青春的Free!故事。
