公元2059年,航行中的Macross Frontier迎來了偶像歌手雪露・諾姆舉辦的銀河巡迴演唱會的最後一場,少女蘭花·李去看偶像的演唱會……在宇宙中,Macross Frontier突然遭到了身份不明的宇宙怪獸的攻擊,蘭花的兄長奧茲馬受命率領S.M.S的VF-25緊急迎戰,可是新統合軍仍然節節敗退。並且有宇宙怪獸突破了防線,攻入Macross Frontier衛星內部,威脅著少女蘭花的生命,這時候,有一架受損的VF-25戰機出現在飛行候補生早乙女的面前……
西元2009年,在與巨人種族傑特拉帝之間爆發的第一次星間大戰中,地球人類面臨絕種危機,為了保存人類種族,製造了大規模的移民船團,並向銀河系各個方向出發。50年後的西元2059年,在銀河系中心領域航行的Macross Frontier船團中,來自Macross Galaxy船團的受歡迎歌手雪露·諾姆舉行了演唱會,當天巨大的昆蟲型宇宙生物Vajra群襲擊,展開了人類與地球外生命體的新戰鬥。
在這期間,志願成為飛行員的少年早乙女有人和夢想成為歌手的少女蘭花·李與雪露相遇。阿爾特加入民間軍事企業S.M.S,投入與Vajra的戰鬥,而蘭花則努力從事基礎工作,朝著偶像的目標前進。雪露被懷疑是來自Galaxy船團的間諜,三人之間的情感交錯,既有愛戀也有懷疑。
Vajra的襲擊導致Galaxy船團壞滅,Frontier船團也受到Vajra艦隊的攻擊。在市區的激戰中,雪莉露和蘭卡的歌聲傳遞出的Fold波對Vajra的活動產生影響。兩人都是放射Fold波的Fold細菌的宿主(carrier),但天生與這些細菌共生的蘭花的能力覺醒,而沒有免疫力的雪露則被這些細菌侵蝕聲帶,患上致命的病。
三個月後,試圖控制Vajra以征服銀河系的統治者的野心暴露。Frontier政府鎮壓了潛藏在難民船團中的Galaxy船團幹部的政變計劃,並利用歌姬的力量掌握了Vajra網絡。他們物理上控制了Vajra,並進攻藏有稀有資源Fold石英的Vajra母星,但在最後一刻遭到Galaxy勢力的再度崛起,船團被奪取。S.M.S為了阻止人類的暴行,單獨駕駛旗艦Macross Quarter進行追擊。
在決戰中,蘭花向有人告白,而有人認識到與雪露的情感聯繫。阿爾特駕駛YF-29 迪朗達爾女武神,將兩人的歌聲傳達給Vajra,並在天空中描繪出金色的舞姿。他成功解放了作為群體核心的Vajra女王,使其脫離Galaxy的控制,但隨即遭到援軍的集中炮擊。在爆炸瞬間,有人向雪露和蘭卡傳達了自己的心意,隨後與Vajra女王一起進行了超空間跳躍(Fold),消失無蹤。
一個月後,Frontier的市民開始在Vajra母星進行殖民工作。冒著生命危險唱歌的雪露依然沉睡,蘭花則相信有人會歸來和雪露會醒來,並獻上自己的歌聲。