MC-0022年，地球圈統一國家的總統正式批准啟動「寂靜作戰（オペレーション・ミュートス）」。 在獲得命令後，隸屬於普利文特（プリベンター）的張老師指派部下凱西·波少佐（キャシィ・ポォ），將總統傳送的記憶晶片（メモリーチップ）以及從歷史資料庫下載的三份檔案親自帶往他所在的火星支局北極冠基地。 據張所言，若要啟動「寂靜作戰」，必須喚醒被封存在冷凍睡眠膠囊中的「奧蘿拉公主（オーロラ姫）」，而這三份檔案正是讓她甦醒的關鍵。
此時，一名自稱麥克斯威爾神父（ファザー・マックスウェル） 的老者攜帶著第四份檔案現身，四份資料齊備後，張終於讓沉睡於冷凍艙中的A.C.時代的鋼彈駕駛員——希洛·唯（ヒイロ・ユイ） 復甦。
然而，昔日曾立誓「再也不殺人」的希洛，甦醒後接到的任務卻是——暗殺被視為地球圈最大威脅的火星聯邦第二任總統、莉莉娜·匹斯克拉福特（リリーナ・ピースクラフト）。
不久之後，普利文特內部發生異變。W教授的妹妹卡特莉娜（カトリーヌ） 為了實現莉莉娜的「完全和平主義」，私自奪走由鋼彈金屬製成的機體「普羅米修斯（プロメテウス）」並逃離基地。 為了追捕她，希洛與麥克斯威爾神父之子迪歐（デュオ） 共同出擊。同時，曾被特洛瓦·福玻斯（トロワ・フォボス） 所救的少女也在博士T的訓練下成為駕駛員，踏上追擊之路。
張老師駕駛「艾比昂π（エピオンパイ）」出擊試圖阻止卡特莉娜的暴走，但卻遭遇由火星共和國（ラナグリン共和国）領袖傑克斯（ゼクス） 所駕駛的「次代鋼彈（ガンダムエピオン）」襲擊，戰場陷入三方混戰。 卡特莉娜利用大量 馬古阿納克（マグアナック） 機群阻止希洛、福玻斯與狄歐的追擊，雖全軍覆沒，仍成功與奈娜（ナイナ）、米爾（ミル）——捷克斯與諾茵（ノイン） 的孩子——會合，並奪取「普羅米修斯」。
戰場上，火星聯邦派出五百架無人型「馬爾斯裝甲（マーズスーツ）」企圖殲滅雙方。捷克斯撤退，普利文特部隊在「丘陵之風（キュレネの風）」所駕駛的「托爾吉斯天堂型（トールギスヘブン）」介入下脫困，但希洛因體力透支倒下。
隨後，奈娜率領直屬特別獨立戰隊「無慈悲的妖精們（無慈悲な妖精たち）」出擊追擊狄歐等人，卡特莉娜亦駕駛「普羅米修斯」參戰。 經過激烈戰鬥，迪歐與W教授駕駛的「白雪姬」擊敗敵軍，奪回普羅米修斯，但母艦「蕭福克2號（ショーフック2）」遭駭入並被奪取。
為救出被俘的希洛一行人，W教授、迪歐與福玻斯前往火星首都莉莉娜市（リリーナ・シティ），途中捲入火星聯邦與共和國「比爾哥（ビルゴ）」上陸部隊的戰鬥。 面對聯邦的危機，他們選擇協助奈娜擊退敵軍，並以投降之名進入火星聯邦，與先一步投降成為賓客的希洛等人重逢。
此時，滿身傷痕的「丘陵之風」駕駛著「托爾吉斯天堂型」現身，警告眾人——共和國的移動要塞「巴別（バベル）」正接近莉莉娜市，隨後重傷昏迷。
火星聯邦與共和國之間的戰爭不斷升溫。為阻止「人類滅絕計畫PPP」的發動，莉莉娜決定親赴巴別與敵方談判。希洛為完成任務與拯救她而潛入要塞，卻遭因不完全甦醒而精神錯亂的莉莉娜開槍射傷。
希洛被麥克斯威爾神父與凱西救回，由希爾德醫師（ヒルデ） 治療後倖存，卻失去了記憶。原來，他的記憶檔案中有兩名人物資料被竄改，導致認知錯亂。 在眾人的協助下，麥克斯威爾神父修復了不完整的「傑克斯檔案（ゼクスファイル）」，重新輸入後，希洛完全恢復。
另一方面，被諾茵救出的莉莉娜在目睹巴別砲擊帶來的慘狀後，決意遵從完全和平主義，向火星南部聯合投降並願以自身承擔一切罪責。 在法庭上，她接受死刑判決，而希洛開槍「處決」的對象，實際上是莉莉娜的全息AI投影。
戰爭的尾聲，真正的米利亞爾特（ミリアルド） ——即「丘陵之風」——恢復意識，率領迪歐、福玻斯、卡特莉娜、奈娜與米爾重啟對巴別的最終攻勢。 張、博士T、W教授與凱瑟琳潛入衛星軌道上的「機械人製造工廠烏爾卡努斯（ウルカヌス）」，捕獲主謀迪茲努夫（ディズヌフ），成功解除PPP系統。
希洛駕駛「白雪姬」發射「七矮星《金》」，釋放強烈EMP，令AI化的傑克斯及巴別要塞與主力「比爾哥IV」全數停機。火星南北戰爭至此落幕。
戰後，莉莉娜與母親住在火星的「威納醫院（ウィナーホスピタル）」。 某天，帶著信件的希洛前來探望。 他放棄了「希洛·唯」這個名號，作為一名普通少年重新開始。 信封中，寫著他親手交給莉莉娜的唯一一句話——那是一封求婚信。
