Ao Gennai là một học sinh trung học năm nhất hoàn toàn bình thường cho đến một ngày nọ, một gói hàng bí ẩn được chuyển đến nhà cô. Bên trong, cô tìm thấy Gourai, một robot hình người nhỏ bé có khả năng di chuyển và chiến đấu được gọi là Frame Arms Girl. Gourai là người đầu tiên thuộc loại này, sở hữu AI cực kỳ tiên tiến cho phép cô hình thành nhân cách, học hỏi và phát triển, giống như trí óc con người.
Sau khi kích hoạt Gourai, Ao lần đầu tiên bước vào thế giới của Frame Arms Girls khi ngày càng có nhiều robot thông minh được đưa thẳng đến trước cửa nhà cô. Với một khoản khuyến khích tiền mặt khá lớn thúc đẩy cô ấy tiến lên, Ao cam kết thu thập càng nhiều dữ liệu về Frame Arms Girls và cuộc chiến của họ, tất cả trong khi họ tìm hiểu ý nghĩa của việc làm người.