1930年代，以欧洲为中心突然出现的人类之敌“涅洛伊”。能够对抗以通常的兵器难以破坏的涅洛伊的，只有被称作魔女的、拥有特殊魔法力的少女们而已……。1944年9月，在以第501统合战斗航空团“Strike Witches”为中心的联合军活跃之下，高卢共和国上空的涅洛伊巢XX消灭，欧洲西部的安全得到了确保。以此为机，联合军开始正式计划对欧洲中央—东部方面的反抗作战。在欧拉西亚帝国彼得堡构筑了基地的，第502统合战斗航空团“Brave Witches”也被下达了出击的命令。背负人类的希望，充满勇气的魔女们，在东欧的寒空中巡航。