諾諾離家出走來到火星宇宙港,渴望成為宇宙駕駛員。在宇宙港附近的餐廳打工時,她遇見了屬於「自治互助組織 – 宇宙怪獸迎擊部隊」的Topless──拉璐可,並將她視為姊姊一般追隨。正巧宇宙怪獸突然出現在宇宙港,拉璐可駕駛巴斯達機組「迪斯努夫」迎戰,諾諾也意外被捲入外太空。戰鬥中,拉璐可驚訝地發現諾諾雖然身陷險境卻仍然存活,甚至能夠對宇宙怪獸發動攻擊,最終兩人合力擊敗了怪獸。
隨後,諾諾的真實身分被揭開──她其實是一名機器人。她在Topless尼可拉的慫恿下曾擅自闖入「迪斯努夫」的控制核心,而同一時間新的宇宙怪獸再度襲擊。火星警戒管制軍雖然出動,但慘遭重創。拉璐可與尼可拉分頭作戰時,旗艦「拉拉香」因失去動力而墜落,拉璐可在諾諾的請託下放棄迎敵,轉而拯救墜落的戰艦,使其脫險。最終尼可拉擊敗怪獸,諾諾也正式加入了組織。
之後,新的威脅「木星急行」逼近──這是一支由數千隻高速宇宙怪獸組成的龐大群體。宇宙軍與Topless展開了大規模的阻止作戰,但戰況因數量差距陷入絕境。在危急時刻,琪可成功喚醒新製造的巴斯達機組「卡福班提斯」,以非物理性的極端冷凍光線將木星急行完全粉碎,拯救了木星都市。
在土星衛星「泰坦」的地底,人類發現了沉睡中的外星巴斯達機組,僅憑存在就能影響重力。諾諾因渴望擁有屬於自己的機組而誤闖禁區,最後被其他Topless驅逐。她轉而前往冥王星尋找傳說中的「特蘭特羅」。此時,大量宇宙怪獸同時襲擊泰坦與冥王星,甦醒的外星機組發動無差別攻擊,幾乎殲滅了所有防衛力量。在最後關頭,覺醒的諾諾瞬間移動至泰坦,以巴斯達光束擊毀外星機組,她的真實身份也隨之揭曉──諾諾其實是「巴斯達機組7號」。
真相逐漸浮現:長年與Topless交戰的宇宙怪獸,原來是古代人類遺留下來的自動防衛系統進化而成;而真正的宇宙怪獸,正是那些外星巴斯達機組。得知此事後,拉璐可陷入動搖並與諾諾產生矛盾。隨後,宇宙軍在諾諾帶領下前往黑洞封印地,卻目睹巨型真宇宙怪獸艾格賽利翁脫困而出。面對龐大如行星的存在,拉璐可與諾諾的攻擊全然無效。拉璐可甚至打算與諾諾以製造黑洞的方式自爆同歸於盡,但諾諾卻突然消失,留下震驚的她。
數個月後,拉璐可追尋諾諾的過往,得知她的養父曾收養並培育這名特殊的女孩。此時,宇宙軍決定以地球本身作為質量武器,準備撞擊真宇宙怪獸。就在地球即將被推動之際,諾諾與自動防衛系統合體,化身為超巨大防衛兵器「大巴斯達(DieBuster)」,阻止了地球的前進。即便如此,她的力量依舊無法突破艾格賽利翁。最終,拉璐可駕駛「迪斯努夫」的真正型態──巴斯達機組19號,與諾諾一同施展「閃電雙人踢」,徹底擊敗真宇宙怪獸,為人類帶來勝利。諾諾也因此消逝。十年後,人類迎回了一萬年前的女英雄高屋法子,象徵歷史與傳說的延續。