在近未来，人类遭受神秘机械生命体“铁虫”的侵袭，世界陷入混乱。平凡少女林夕在一次意外中，被迫唤醒沉睡的远古装甲“天姬”，成为唯一的装甲娘战机驾驶员。她必须与性格迥异的同伴们协作，驾驭这台拥有自我意识的机甲，在废墟城市中与铁虫展开殊死搏斗。林夕不仅要掌握复杂的机甲操控技巧，还要面对内心恐惧与同伴间的信任危机。最终，她在绝境中觉醒新能力，与天姬达成完全同步，以牺牲自我为代价保护了最后的人类基地。影片融合机甲变身、少女成长与热血战斗，展现科技与情感的激烈碰撞。