西暦2074年。
3年前に世界を襲った謎の機械細胞群「ワーム」により人類は人口の3分の1を失うものの、人類軍の最終破壊兵器により壊滅した。
それから10年の年月が過ぎた。
桜野音羽、園宮可憐、一条瑛花の3人は神奈川県横須賀市追浜の基地に集められる。
そこで目にしたものは今までの戦闘概念を根本から覆す新兵器、飛行外骨格「ソニックダイバー」であった。
ワームとの戦いでの負傷によりパイロットを引退した冬后蒼哉中佐の下、ソニックダイバーパイロット候補生として3人の訓練の日々が始まる。
しかし危機は迫っていた。
10年の時を経てワームが復活したのである。
桜野音羽、園宮可憐、一条瑛花の3人は、人類の未来と希望を乗せ、ソニックダイバーで大空を駆る。