太平洋时间202x年6月4日夜,各大洋公海的部分海域突然出现数个规模巨大的迷雾团,造成了大量舰船失踪失联,在国际上引起轩然大波。经过初步调查发现,这些迷雾如同黑洞,能将接近的一切吸入,现有的各种电子设备根本无法侦测其内部。无奈之下,联合国只能派遣多个先遣舰队冒险前往各处迷雾周边一探究竟。各大舰队不辱使命,通过光学设备进行目视观察,先后发现了隐藏在各个迷雾中的双向空间门并穿越,成功来到门的彼端:一个看似与地球无二的平行空间。
在彼端的相应海域进行调查搜索后,各先遣舰队发现了大部分失踪船只,但几乎全部被毁,只有少数幸存者被成功救援。通过幸存者的报告,先遣舰队了解到这个平行世界的各大海域深处盘踞着一种相当危险的怪物——深海栖舰,这些深海栖舰正是迷雾团和破坏失踪舰船的罪魁祸首。根据幸存者描述,深海栖舰是血肉与金属的结合体,除了皮肤有金属光泽、身体某些部分由类似舰船结构的机械组成外,体格与外貌都和人类女性相近,但这些深海栖舰同时拥有野兽的灵活性和战舰的侦查能力、作战能力及身体强度,加上其庞大的数量,有着人类舰队难以匹敌的实力。而最糟糕的是,不知出于什么原因,存在交流可能的深海不仅拒绝了与人类的交流,还表现出极为明显的敌意和极强的侵略性。
了解到情况的先遣舰队决定暂时后撤以防万一,但正当此时,周边海域的深海舰队突然向各个先遣舰队聚拢并展开攻击,在压倒性的战斗力面前,人类舰队还未能展开有效的反击就遭到毁灭性打击。在先遣舰队覆灭后不久,深海开始疯狂扩张栖息区域,将势力范围一点点逼近时空门后的地球,与此同时,联合国也派出主力舰队对抗深海。
不幸的是,与深海的数次战役均以人类战败告终,巨大的损失使得人类的海上力量捉襟见肘,联合国迫不得已决定使用大规模杀伤性武器阻止深海的扩张,但这些武器不是被深海以特殊手段拦截,就是遭到了特殊立场阻隔或受到某种干扰根本无法起效。面对逐步入侵地球的深海,人类陷入了巨大的危机中。
为了对抗深海威胁,部分先进科学家提出了“以牙还牙”的策略,力排众议、带领科研人员突破重重技术难关,利用金属原子与专门培养的纯洁少女的细胞相结合,创造出了继承了近现代名舰、足以与深海抗衡的武器:战舰少女。她们的出现逐渐扭转了局势,人类开始进入战略反攻阶段。经过少女们的英勇奋战,人类终于将深海的势力范围控制在平行世界之内,并在核心海域外围建立起军港,作为前线壁垒抵御虎视眈眈的深海舰队。随着时间的推移,越来越多无惧无畏的战舰少女开赴战场,在海平线刻下属于自己的胜利。