서력 2040년, 신 통합군의 파일럿인 이사무는 거듭된 명령위반에 의해 전속 명령을 받았다. 전속처는 뉴 에드워즈 시험 비행 센터. 그곳에서는 신형 가변 전투기의 경쟁 시험, 슈퍼 노바 계획이 진행되고 있었다. 이사무는 시험제작기인 YF-19의 파일럿이 되었으나, 부임 당일 라이벌기인 YF-21의 파일럿이 옛 친구인 걸드라는 걸 알게 된다. 두 사람은 7년 전, 소꿈친구인 뮹을 둘러싸고 벌인 싸움 때문에 관계를 끊고 있었다. 같은 시간, 버추얼 아이돌 샤론 애플의 음악 프로듀서가 된 뮹도 에덴을 찾아온다. 7년 만에 재회한 3명은 예전의 관계로 돌아가지는 못하고, 이사무와 걸드는 시험제작기 개발 현장에서도 경쟁심을 불태운다.

에덴에서 샤론 애플의 콘서트가 열리고, 이사무 일행은 콘서트장을 찾는다. 라이브의 뒷무대에서는, 아직 불완전한 샤론의 인공지능의 일부로서 뮹이 들어가 있었다. 노래를 포기한 뮹이 선택한 길은 샤론의 일부로서 살아가는 것이었다. 한 편, 뉴 에드워즈 시험 비행 센터에서는 드디어 수리에서 돌아온 YF-19의 성능에 이사무가 감탄한다. 테스트 프로그램이 진행되는 나날. 그러나 그 와중에 이사무에게 관심을 갖기 시작한 샤론이 놓은 덫에 의해 세 사람의 관계는 더 복잡해져 간다. 그리고 YF-19와 YF-21의 모의전에서 결정적인 사건이 발생한다. YF-19가 우위를 점한 테스트 도중, 걸드는 이사무를 향한 증오 때문에 훈련을 벗어난 행위를 저질러 버리고...

걸드의 행위에 의해 부상을 입은 이사무. 치료 도중에 의식을 되찾은 이사무의 눈에 처음 들어온 것은 뮹이었다. 그녀는 모건에게 듣고 병원으로 왔다고는 했지만 내심 이사무를 걱정하고 있었다. 그러나 이사무는 절대 안정을 취해야 하는 상태임에도 병원의 분위기가 싫어서 뮹을 데리고 숲 속으로 향한다. 그러나 병원으로 돌아온 이사무를 기다리고 있던 건 뮹을 데리고 가 버린데 대해 강렬하게 분노한 걸드였다. 뮹은 두 사람의 변함 없는 정열에, 꿈을 버린 자신을 겹쳐 보고 자포자기 상태가 된다. 마치 과거로부터 도망치듯이 그녀는 지구로 향한다. 한 편, 그 무렵 지구에서는 무인전투기 고스트 X-9의 개발이 완료되고, 무정하게도 수퍼 노바 계획의 중지가 이사무와 걸드에게 통보된다.

고스트 X-9에게 실력을 보여주기 위해, YF-19를 탈취해서 지구로 향한 이사무. 걸드는 이사무가 뮹을 만나지 못하게 해야 한다는 감정을 불태우며 YF-21로 그 뒤를 쫓는다. 이사무는 무사히 지구에 도착하나, 곧 걸드에게 따라잡혀 장렬한 공중전을 전개한다. 전투 도중, 극한의 긴장상태와 혼탁한 기억 속에서 걸드는 7년 전의 사건을 저지른 건 자신이었음을 기억해 낸다. 서로의 응어리가 풀리고, 소년시절처럼 하늘에서 노는 2기의 가변 전투기. 그러나 그 정적을 깨듯이 자아를 얻은 샤론은 고스트 X-9을 출격시킨다. 샤론은 이사무에게 관심을 갖게 된 나머지, 뮹을 붙잡고 마크로스 시티를 완전히 장악한다. 폭주한 샤론, 고스트의 위협... 이사무와 걸드는 최후의 싸움에 도전한다.