在某個世界中，為爭奪九個齒輪島的控制權，各國戰火不斷。能夠幻化為戰艦形態少女的特殊族群"艦姬"成為主戰力量，這個世界因而被稱為艦姬世界。科技宅曹天性格膽小怯懦卻心懷正義，在送貨途中意外遭遇來自異世界的四位艦姬執行特殊任務。雙重人格的驅逐艦白戀、嫵媚優雅的戰列艦星云、暴烈沖動的巡洋艦春日以及呆萌可愛的航母奈奈，她們各自迥異的性格與能力使曹天的生活徹底顛覆。這位普通青年因陰差陽錯卷入艦姬世界的紛爭，被迫直面未知危險，在戰火蔓延的齒輪島上展開命運轉折。