Muv-Luv ATE全名为《Muv-Luv Alternative Total eclipse 》，全集动画片改编自《Muv-Luv Alternative》的外传小说。故事的时间设定在西元2001年，由于人类遭到地球外起源种(联合国称其为BETA)的侵略，正面临灭亡的危机，因此人类开始了先进战术机技术开发计划“XFJ计划”，各个国家均派遣了专门人员参与其中，该作讲述的就是这些被派遣过来的人员之间的故事。（有虫子吃掉妹纸情节,反差极大,请谨慎观看.）
I-Machine——那是在极限环境下作业的大型机器人的总称。 联盟学院学生三栗麻耶在使用I-Machine的途中被卷入事故， 得到驾驶着I-Machine、如同海贼一般挖掘欧利哈特矿石的埃斯卡维特公司的宇宙船的帮助，并演变成要身为公司的一员进行工作的局面……。 在各有特点的成员们当中生活的同时，麻耶开始逐渐了解何为“人类”。
公司内的评价是“明明长得很漂亮，却又严厉又可怕，太凶了。”的办公室女性铁轮。铁轮不擅长与人交往，今年被任命为新入职员工亀川的指导员。为了亀川，铁轮尽力作为指导员表现自己，但……
白明与御子地。住在绿意盎然的森林中的，两位小小的女孩子。在树洞里建造家、把树叶当做伞、坐在昆虫或鸟的背上……身高9厘米的话，这种事情也是能做得到的。不去悄悄地偷看一下吗？她们那安详而愉快，十分可爱的生活。
邻座的女孩忘记戴眼镜了。
曾经，这是一个人类和魔法共存的世界，但一场意外的发生令魔法就此消身匿迹，一晃眼就是1000年过去，人类甚至连他们曾经拥有魔法这件事情都给忘记了。小日向满月（岛袋美由利 配音）是一名个性活泼开朗的女子高中生，不擅长拒绝的她无论别人拜托什么事情都会满口答应下来，因此在当地人缘非常的好。一天，小日向满月邂逅了一位名叫新月艾尔涅丝塔深海（种崎敦美 配音）的神秘少女，看上去冷漠孤傲拒人于千里之外的少女，也被小日向满月的热情给融化了。在新月艾尔涅丝塔深海的带领之下，小日向满月第一次知道这个世界上存在着人偶阿尔玛诺克斯，同时亦得知了魔法并没有完全绝迹的真相。
