ในปี 2016 เกิดเหตุการณ์ร้ายแรงที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ทำให้รังสีกระจายไปทั่วโตเกียว จนกลายเป็นเมืองร้างที่ไม่มีผู้คนอาศัยอยู่ เวลาผ่านไป 20 ปี สถานการณ์ยังคงเลวร้าย แต่กลับมีสัญญาณขอความช่วยเหลือลึกลับส่งออกมาจากใจกลางเมืองที่ถูกทิ้งร้าง เพื่อไขปริศนาและค้นหาความจริง กองกำลังป้องกันตนเองของญี่ปุ่นได้ส่งทีมปฏิบัติการพิเศษเข้าไปสำรวจ พวกเธอคือ สาวน้อย Coppelion 3 คน ที่
ดูเหมือนนักเรียนมัธยมปลายทั่วไป แต่แท้จริงแล้วเป็นเด็กที่ได้รับการตัดต่อพันธุกรรม ทำให้ร่างกายสามารถทนต่อรังสีได้อย่างน่าอัศจรรย์ สาวน้อย Coppelion ทั้งสามต้องเผชิญหน้ากับความท้าทายมากมายในเมืองร้างที่เต็มไปด้วยอันตราย ทั้งสัตว์กลายพันธุ์ที่เกิดจากรังสี และกลุ่มคนที่ต่อต้านรัฐบาล พวกเธอจะต้องใช้ความสามารถพิเศษของตัวเองในการเอาชีวิตรอด และค้นหาความจริงเบื้องหลังสัญญาณขอความช่วยเหลือที่ได้รับ
