源內(nèi)蒼（日笠陽子 配音）是一名十分平凡的高中一年級女生，一天，她收到了一個神秘的包裹，拆開了包裝，出現(xiàn)在小蒼面前的，是名叫“Frame Arms Girl”的小型機器人轟雷（佳穗成美 配音）。轟雷可不是一般的機器人，她擁有著自我的意識，能夠通過學(xué)習(xí)人類的感情與戰(zhàn)斗方式而不斷地自我進化，就這樣，小蒼和轟雷的同居生活拉開了帷幕。
除了轟雷外，還存在著別的機甲少女。個性十分傲嬌的短劍（綾瀨有 配音）、性格單純但擁有著廣袤的知識的閃燕（長江里加 配音）、行事大大咧咧但充滿了正義感的迅雷（樺山南 配音）、沒有一絲感情沉默寡言的骨姬（山村響 配音），在轟雷之后，她們接二連三的出現(xiàn)在了小蒼的身邊。
新田日和 八木侑紀(jì) 高橋未奈美 石原夏織 小倉唯 飯?zhí)锢锼?nbsp;鈴木愛奈 德井青空 加藤英美里 五十嵐裕美 潘惠美 諏訪彩花 三森鈴子 松田利冴 沼倉愛美
大久保瑠美 下野纮 中村悠一 中原麻衣 增田俊樹 中島卓也 井上雄貴 大塚剛央 山谷祥生 手冢弘道 堤雪菜 小坂井祐莉繪 田丸篤志 富田美憂 二之宮愛子 大野智敬 鐮倉有那 高坂篤志 游佐浩二 藤原啟治
石田彰 豐口惠美 鳥海浩輔 田中理惠 綠川光 能登麻美子 田之中勇 澤城美雪 中井和哉 堀秀行 野島健兒 種崎敦美 三浦祥朗 小松由佳 市道真央 小巖井小鳥 Lynn 石谷春貴 大久?，娒?nbsp;三宅麻理惠 櫻川惠 高橋伸也
岡咲美保 古川慎 千本木彩花 市道真央 江口拓也 大塚芳忠 柳田淳一 山本兼平 泊明日菜 小林親弘 山口太郎 福島潤 大久?，娒?nbsp;田中理惠
梶裕貴 石川由依 井上麻里奈 三上枝織 下野纮 小林優(yōu) 谷山紀(jì)章 細谷佳正 樸璐美 神谷浩史 子安武人 花江夏樹 佐倉綾音 沼倉愛美 增田俊樹 村瀬步 松風(fēng)雅也 小野賢章 榎木淳彌 渡邊明乃 齋賀光希 井上和彥 齊藤次郎 花輪英司