《零度战姬》第二季（又名：零度战姬振动）故事围绕在和袭击人类的异次元体NOVA的战斗中失去了姐姐青井和叶的少年和哉。青井和叶是传奇中的潘多拉（能与NOVA作战的少女），和哉为了继承姐姐的遗志，进入了潘多拉的专门学校「杰尼提克斯」，并成为了「禁止接触女王」莎堤莱萨·艾尔·布丽姬的制御者，从此他的生活便大大改变了。在因袭击人类的异次元体NOVA的战斗中失去了姐姐青井和叶的少年和哉，编入了能够与NOVA对刚的战士以及其制御者的育成机关《杰尼提克斯》。在那里，和哉与被人称作《禁止接触女王》所畏惧着的少女，莎缇莱萨·艾尔·布丽姬相遇了。喜欢上了拥有姐姐背影的莎缇莱萨的和哉，在不停被拒绝的情况下仍旧与她共赴战场，慢慢的缩短了距离。在这时，由于《杰尼提克斯》的上层机关《修吧里诶》的命令，和哉被派遣到了阿拉斯加的基地。在那里，正进行着对抗NOVA的新对策，人工创造出潘多拉的《E潘多拉计划》。
家住千叶县的17岁普通高中生高坂京介（中村悠一 配音）有一个14岁的妹妹高坂桐乃（竹达彩奈 配音），可是，很长一段时间以来，这个外表可爱的妹妹和自己的关系并不密切，有时甚至可以用冷淡来形容。妹妹的身上究竟发生了怎样的事情呢？终于有一天，一个关于桐乃的秘密被京介发现了。 可爱 的妹妹居然是宅系的兄控？！虽然桐乃百般否认，但事实不容狡辩。随后，原本只在妹妹身边出没的千金大小姐槙岛沙织（生天目仁美 配音）和毒舌少女五更琉璃（花泽香菜 配音）也渐渐的围绕到了京介的身边来，她们都和妹妹一样，是秋叶原系的御宅族。因为是兄控而觉得分外苦闷的桐乃，究竟会和妹控的哥哥京介发展出一段怎样妙趣横生的关系呢？
