第一部
西元2061年。由於經濟政策失敗與少子高齡化，日本最終走向破產。為了進行經濟援助與維持治安，「北美同盟（北米同盟）」、「大歐亞聯邦（大ユーラシア連邦）」、「亞洲自由貿易協商（アジア自由貿易協商）」、「大洋洲聯合（オセアニア連合）」四個世界主要經濟圈介入日本局勢。其結果是，日本列島成為舞台爆發了被稱為「境界戰」的國境衝突。經過這場戰爭後，日本國土被四個勢力分割統治，日本人只能以被支配國人民的身分，過著遭受壓迫的生活。
此外，日本也成為各經濟圈投入的人型特殊機動兵器 「人型特殊機動兵器 AMAIM（AMAIM／アメイン）」 橫行的世界最前線。
居住在大洋洲聯合統治區域、熱愛機械的少年椎葉海士（椎葉アモウ），平時會到處搜尋 AMAIM 的殘骸，撿拾廢棄零件，並以在山中隱藏的廢棄工廠裡找到的 AMAIM「建武（ケンブ）」 為對象進行整備，當作興趣來生活。某一天，他在山中遇見了一個名為 「自律思考型AI I-LeS（I-LeS／アイレス）」 的人工智慧 —— 垓（ガイ），並出手救了它。
某次，海士在打撈 AMAIM 零件時被大洋洲聯合軍人發現，因此被懷疑是恐怖份子。於是他在垓的協助下駕駛組裝完成的建武（ケンブ）展開逃亡，最後與反抗組織 「八咫烏」 會合。
在那裡，他與駕駛同樣搭載自律思考型 AI 的 AMAIM 「MAILeS（MAILeS／メイレス）」 的鐵塚雅心（鉄塚ガシン）、紫紫部史恩（紫々部シオン） 等人相遇，並下定決心為了奪回原本的日本而投入戰鬥。
加入八咫烏後，海士得知雅心正在追蹤一架被稱為「鬼魂（ゴースト）」的身份不明 AMAIM，而這架機體過去曾殺害雅心的父親。不久之後，鬼魂便出現在海士等人面前。八咫烏雖然付出犧牲，但最終仍勉強成功擊退了鬼魂。
撤退後完成自我修復與進化的鬼魂，接著與由北美同盟布萊德・瓦特（ブラッド・ワット） 率領的部隊交戰，殺害其中一名隊員後逃往隱岐之島。
遭到羞辱的布萊德決定捕獲鬼魂。他打算讓八咫烏再次與鬼魂交戰以達成目的，因此假扮成觀光客接觸海士等人，並刻意洩漏鬼魂藏身於隱岐之島的情報。
海士、雅心、史恩決定接受這個情報，前往隱岐之島。他們成功抓住鬼魂的弱點並將其重創。然而在戰鬥中，為了阻止鬼魂逃跑的海士被捲入其爆炸之中，生死不明。
之後，鬼魂的殘骸被北美同盟的搜尋隊打撈回收。達成目的的布萊德露出無畏的笑容說道：
「接下來，就輪到我來利用你了。」
第二部
距離與幽靈激戰約 8 個月後的西元2062年。率先成功開發出 AMAIM 用自律思考型 AI 的北美同盟，迅速擴大了在日本國內的支配權。
失去雅心的八咫烏成員——以雅心為首——即使補給困難，仍拼命持續抵抗。然而北美同盟在避難民中安插的內應發揮作用，使八咫烏遭到北美軍包圍，陷入危機。
就在此時，行蹤不明的海士（アモウ） 與他的機體 「建武斬（ケンブ斬）」 重新現身，並與開發蓋伊等自律思考型 AI 的企業 「崔維克塔（トライヴェクタ）」 代表槙瑞樹（槙ミスズ） 一同趕到，八咫烏才得以脫離險境。
隨後眾人得知：
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搭載於鬼魂上的 AI 單元 「原型零號（プロトタイプ・ゼロ）」，其實是自律思考型 AI 的原型。
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蓋伊等 AI 則是以其開發成果為基礎誕生的「兄弟」。
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一直協助八咫烏的 「布倫森公司（ブレンゾン社）」，其實是擅自使用從三向量公司借出的原型零號製造了幽靈。
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與幽靈相關的一連串事件，都是布倫森公司業務員傑諾曼・雪曼（ジェルマン・ゴベール） 所引發的。
另一方面，取得原型零號的布萊德（ブラッド），完成了自己的專用新型機 「布雷迪幽靈（ブレイディファントム）」，並與傑爾曼合作展開行動，以達成各自的目的。
同一時間，除了北美同盟之外的其他經濟圈，為了對抗掌控日本政府的北美同盟，計畫將日本列島一部分（以北陸地區為中心）歸還給日本人，並建立一個可視為第二日本政府的組織——「新日本協力機構」。他們為此向八咫烏代表宇堂桐龍（宇堂キリュウ） 提出談判。
宇堂接受提案後，機構正式成立，並準備與北美同盟進行停戰談判。然而在談判現場發生了北美同盟議員羅伊・沃克（ロイ・ウォーカー）狙擊事件，導致停戰談判中止，局勢迅速升級為北美同盟與新日本協力機構之間的全面戰爭。
北美同盟方面，由總司令艾德加・弗里曼（エドガー・フリーマン） 親自來到日本並動員大軍；而新日本協力機構則組成由八咫烏與各國軍隊構成的 「新日本軍」，準備迎戰北美軍。
戰爭初期，新日本軍憑藉三架 MAILeS（メイレス） 的活躍與各國軍隊的奮戰，與北美軍勢均力敵。然而隨著布萊德的布雷迪幽靈（ブレイディファントム） 參戰，以及搭載以幽靈為基礎 AI 的大量無人機投入戰場，戰局逐漸傾向北美軍。
但瑞樹（ミスズ） 將以 I-LeS（アイレス） 為基礎的 AI 安裝到無人機上，成功扭轉戰局。而海士（アモウ） 也在激戰之後擊敗了布萊德。
之後，因背信行為而行動的北美軍喬・史皮爾斯（ジョウ・スピアーズ） 與其協力者 傑爾曼（ジェルマン） 被逮捕，戰鬥宣告結束。
雖然奪回日本的戰爭尚未完全結束，但海士（アモウ）、雅心（ガシン）、史恩（シオン） 三人各自決定踏上不同的道路。
