在1999年，一艘外星宇宙战舰坠落到了地球，人们用了了十年的时间修复并取名为"MACROSS"。2009年，MACROSS要塞正在举办一场偶像歌星林明美（饭岛真理 配音）的演唱会，突然空袭警报响起，要塞开始了变形。战斗中，一条辉（长谷有洋 配音）驾驶着变形战斗救下一名少女，战机却由于速度过快撞进外层舱室。安定后，辉发现救得是林明美。俩人相识后，为使明美高兴，辉偷开教练机带着明美去兜风。敌人趁机出现，好在朋友这时挺身相救，经过一场混战，辉和早濑未沙（土井美加 配音）醒过来，发现在一个荒芜的星球上。他们了解到，五十万年前，一个叫"普罗多"的古代文明发展到顶盛时，已经可以借遗传密码无性繁殖后代，于是国家分裂为由男性组成的"杰特拉帝"和由女性组成的"赫而特兰帝"开始了长达数万年的战争。在战争中文明急剧衰退了，曾经伟大的文化被遗忘殆尽，退化成了只会战斗的种族，为了维护和平，他们将会采取怎样的行动…… 《超時空要塞》是1982至83年间播出的一部电视动画，本片在其基础上精简改编而成。
同时拥有显赫出身和悲痛过去的卡路尔·阿巴斯（花江夏树 配音），以庶民的身份和无血缘的妹妹艾丽尔（竹达彩奈 配音）登上伊斯拉，前往凯格斯高中飞行科学习。伊斯拉是一座漂浮在半空中的陆地，由巴雷特洛斯共和国等三个国家共同管理。在动力的驱动下，伊斯拉开启了遥远的征程，前往传说中的圣泉寻找“天空的尽头”。然而仅有极少数领导层成员知道，伊斯拉此行还有另一个不可告人的使命。卡路尔偶然邂逅了贵族女孩克莉亚·库鲁斯（悠木碧 配音），他们彼此互生好感，并结成飞行训练搭档，但卡路尔却不知晓他和这个女孩有着怎样痛苦的孽缘。满怀理想的少男少女遨游长空，等待他们的是何等严酷的命运…… 本片根据犬村小六（小说）、森泽晴行（插画）创作的轻小说改编。
