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。
