近未來，當年繁華喧囂的東京因核電站事件變成了死城，被成為世界第一大幽靈城市。然而即便在這座死寂的廢墟中，仍有幸村者盤桓于此。20XX年，三名沒有配備任何防輻射裝備的少女出現在舊東京。她們名叫成瀨荊（戶松遙 配音）、深作葵（花澤香菜 配音）、野村妙子（明坂聰美 配音），是通過遺傳基因改造生下來天生具有抗輻射能力的少女，統稱“COPPELION”。在防衛大學附屬特別工科學校教官三島鬼兵陸佐（小山力也 配音）的指揮下，少女們四處搜索幸存者，前所未有的經歷以及感受接踵而至，少女們的心中作何感想…… 本片根據井上智德的漫畫原作改編，COPPELION少女們的姓氏均來自日本著名導演，普通人姓氏則來自日本的文豪作家。