930年代，以欧洲为中心突然出现的人类之敌“涅洛伊”。能够对抗以通常的兵器难以破坏的涅洛伊的，只有被称作魔女的、拥有特殊魔法力的少女们而已……。“无畏魔女”是介于“强袭魔女”第1期和第2期之间的故事。1944年9月，在以第501统合战斗航空团“Strike Witches”为中心的联合军活跃之下，高卢共和国上空的涅洛伊巢穴消灭，欧洲西部的安全得到了确保。以此为机，联合军开始正式计划对欧洲中央~东部方面的反抗作战。在欧拉西亚帝国彼得堡构筑了基地的，第502统合战斗航空团“Brave Witches”

被趕出孤兒院來到橫濱的少年 中島敦，無意間救了一位自殺失敗、在河裡浮沉的男子太宰治，他隸屬於解決危險事件的特殊能力集團「武裝偵探社」。 他為了解決造成社會不安的「食人虎」騷動，正在進行調查。 和食人虎有某種關聯的中島，在太宰的強硬邀請下陪同進行調查...

穗村玲子（桥本千波配音）是一名个性稍微有些内向的女高中生，在转学去了新的学校之后，玲子发现自己的性格导致自己久久无法融入班级圈子里，感到稍稍有些孤独。最近班上流行着名为“WIXOSS”的卡牌游戏，玲子

人类与怪物之间的长期战斗已经结束，和平已经到来。 在这样的时代，出现了“怪物女孩”，这些女孩怀有怪物的灵魂，可以变成怪物形态。 在聚集这些女性组成的特别组织“女孩”中，将部署三名新人，阿吉拉、米克拉斯