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”

100 年前、 因為板塊位移的因素， 使得日本多數的國土沉入海中。為了確保領土的控制，沿岸都市接踵而立，最後成為了由航線相互連接的海洋都市。隨著海上交通的流量遽增，維護航線安全也變得刻不容緩。在這種條件下，維護海洋安全、由女性所擔當的「藍色人魚」，成為了多數女學生們所憧憬的目標。為了能成為藍色人魚，兒時玩伴岬明乃與知名萌香和眾多女孩一樣進入了橫須賀市的海洋高中就讀，學習著相關的知識和技能。在兩人第一次的海上演習中，故事就此展開。

公元2067年，以銀河系邊境的星系為中心，能令患者喪失自我而狂暴化的神秘疾病「瓦爾綜合症」正在逐漸擴大。察覺事態嚴重性的星間複合企業為了鎮靜這種症狀，將少女組成的戰術音樂組合「Walküre」與執行共同作戰的「Δ部隊」編成到一起。另一方面，「風之王國」中被稱作「空中騎士團」的「謎之Valkyrie部隊」開始行動。在「原始文化的遺產」之謎的交錯當中，超越星系的熱切戀情與友情的物語開幕……

在大約30年前，地球被一種突如其來的生物攻擊，而這種生物被分類為第一種災害指定異來生物，通稱「Unknown」。由於「Unknown」擁有壓倒性的力量，人類慘被蹂躪，世界亦慘遭破壞。此時，人類出動全部力量抵抗，幾經辛苦下才獲得勝利。雖然戰爭結束，但人類仍不時遭受「Unknown」的零星攻擊。為了對抗這種永無止境的威脅，東京、神奈川及千葉這三個都市便組織起來，成立「南關東防衛機構」。居於這三個都市的少年少女擁有一種名為〈世界〉的特殊能力，具有與「Unknown」對戰的能力。他們不僅要背負世界