En un futuro muy cercano, descubren a unos aliens insectoides que planean exterminar. La humanidad ha respondido desarrollando gigantes robots de combate. Estos robots son complejas máquinas-RX-7, pilotados por un solo ocupante. Como son avanzados, sin embargo, están siendo utilizados como entrenadores de una nueva arma, el Gunbuster. Sin embargo, al ser una tecnología relativamente nueva, son difíciles de operar , por lo que los candidatos son seleccionados a piloto se forman en escuelas de todo el mundo. La historia comienza en el año 2023, poco después de las primeras batallas con los extraterrestres, y se centra en la joven Noriko Takaya (タカヤ・ノリコ Takaya Noriko).