就讀於聖教會學園(聖チャペル学園)——一所任務制的全宿制女子高中——的女高中生如月甜心(如月ハニー),是機器人工學研究者如月博士(如月博士)的掌上明珠。她是個調皮搗蛋的少女,總是千方百計地躲過嚴厲的寮監美春老師(ミハル先生)的監視,整天逃課與偷懶。
某天,世界級犯罪組織豹爪(パンサークロー)突然襲擊蜜妮的家。他們的目標是如月博士所開發的終極機械裝置——能夠從空氣中任意組合各種元素、製造出想要之物的「空中元素固定裝置」。
甜心在收到博士的聯絡後急忙趕回家中,但為時已晚,只能眼睜睜看著最愛的父親死在眼前,當場痛哭失聲。
在悲傷與憤怒交織之中,蜜妮從博士留下的遺言中得知驚人的真相:她其實是由如月博士親手創造的人造人(アンドロイド),而那台空中元素固定裝置,就藏在她自己的體內。
牢記父親「守護空中元素固定裝置」的遺言,蜜妮發誓要為父報仇,於是化身為愛的戰士——甜心戰士(キューティーハニー),與豹爪展開不懈的戰鬥。