Где-то в параллельном мире в 1939 году на Землю явились Неврои – бездушные летающие машины, умеющие только сеять смерть и разрушение. Страны двух блоков, до того стоявшие на пороге мировой войны, срочно объединились для противодействия неведомому агрессору. И что же? Любое традиционное оружие середины XX века пришельцам нипочем - армады самолетов, военный флот, сухопутные армии просто сметаются в небытие. Справиться с Невроями может лишь сплав науки и магии – чудо-оружие, похожее на гибрид сдвоенной ведьминой ступы и боевого самолета. Пользоваться им могут, разумеется, исключительно юные девушки, наделенные волшебными силами, которые со всего мира стекаются в последний оплот Земли – скалистый остров в проливе Ла-Манш. Кстати, оружие требует тесного контакта с телом, поэтому уставной формой отряда «Штурмовых ведьм» являются китель и …трусики!

Аниме посвящено суровым будням борьбы отряда «ведьм» с пришельцами-Невроями, непростым взаимоотношениям в женском коллективе, куда в первых сериях вливается новичок - 14-летняя Ёсика Мияфудзи из островной империи Фусо. Пацифистка Ёсика, чьим основным даром является исцеление, постепенно понимает, что сейчас никто не может стоять в стороне от битвы. Интересно, что национальность, характер и способности каждой из 11 героинь «Штурмовых ведьм» основаны на реальных прототипах – лучших воздушных асах Второй мировой.