Đã một nghìn năm trôi qua kể từ khi Gauna, một giống loài ngoài hành tinh không có khả năng giao tiếp, đã phá hủy hệ mặt trời. Một phần của nhân loại đã may mắn trốn thoát được bằng rất nhiều tàu hạt giống như Sidonia, cho phép họ duy trỳ dân số khi đang trôi dạt ngoài không gian. Nagate Tanikaze là một chàng trai trẻ được nuôi nấng ở trung tâm của tàu. Khi cậu đang luyện tập để lái robot khổng lồ mang tên Gardes, Nagate được giao phó trọng trách lái robot huyền thoại Tsugumori. Nagate và phi đoàn đặt cược mạng sống của mình đẻ chống lại Gauna, trong trận chiến cuối cùng để dành lấy sự tồn tại cho con người.
