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2115年、第十七極東帝都管理区で平凡な学生生活を送っていた風澄徹は、ある朝、不思議な夢から目を覚ます。巷では人間が砂のように崩れ去る謎の現象「デザートシンドローム」が話題となっていたが、何事にも冷静な徹には他人事のように思えていた。その日の放課後、同級生の片桐鏡華と下校していた徹は、夢の中で出会った謎の少女を道端で見つける。突如駆け出したその少女を追いかける徹だったが、その日から彼の人生は一変する…。

迷い込んだ世界で徹たちを襲ったのは、“もう一人の風澄徹”だった。自分と同じ顔の敵の存在に動揺を隠せない徹だったが、鏡華の協力と、駆けつけたレミー・オードナーの助けを借りて、危機から逃れ、時空転移で自分たちの世界に帰還する。転移のショックで意識を失っていた徹が目を覚ますとそこは見知らぬ研究所だった。そこで彼らを待っていたブライアン・オードナーと名乗る施設の責任者から、徹たちは世界の真実を伝えられることになる…。

未来を守るために別の世界の自分と戦うことを決意し、ついにケースを開けた徹。翌日の学校帰り、徹のすぐそばに高級車が停まり、ドアが開く。すると、そこに乗っていたのは研究所に向かう途中だと言う鏡磨だった。彼は徹に車に乗るよう促すと、彼がケースを開けた真意を問いただすのだった。やがて研究所に到着した徹たちは訓練施設に向かう。戦闘服に着替え、訓練に赴こうとする徹だったが、その途中で、彼は意外な人物と出会う。

凶弾に倒れるしづね。混沌とする戦況の中、両陣営は一度撤退を断行する。管理区に戻った徹は、仲間が目の前で傷つき倒れていく戦場の現実を目の当たりにしたことに激しく動揺していた。帰還したからずっと自責の念にとらわれていた徹だったが、またしてもタイムキーパーからの彼らのもとに交信が入る。再び戦地に赴くことになった適格者たち。そんな中、落ち込む徹を気にかけていた鏡磨は、彼の覚悟の程を問うためにある行動に出る。

仲間たちの支援のもと、激戦の末、タイムキーパーの指定したポイントに到達した二人の徹。そのポイントで銃撃戦を繰り広げる彼らに、突如戦闘中止の通達が入り通路の奥にあるドアが突如開いた。その薄暗い部屋で彼らを待っていたのは意外な人物だった。状況をうまく呑み込めない二人を前に、その人物は、「フロンティアS」と「第十七極東帝都管理区」の二つの世界が互いに戦わなければならない真の理由を語り出すのだった。

徹がタイムキーパーの力によって送りこまれたのは見知らぬ路地裏だった。子供たちの声で目を覚ました徹の前には、フロンティアS側として戦った鏡華が立っていた。鏡華の話によって、自分が送り込まれたのがフロンティアS世界の2115年であることを理解した徹は、彼女たちが組織する「チーム・バスティアン」のアジトに案内される。そこで徹は鏡華から、フロンティアS世界の徹たちが置かれている過酷な現実を知らされることになる。

鏡華を撃たれたことにより、怒り剥き出しでフロンティア側の徹を追いかけてきたレミーは自らにエネルギーキューブを照射し、自身の能力を一気に引き上げた。進化した力でフロンティア陣営を次第に追い詰めていくレミーだったが、突如、彼の体にデグレイションが発生し、その姿をとどめることなく大きな砂嵐と化して、徹を飲み込んだ。吹き荒れる砂に完全に取り込まれた徹は、自身の精神世界と対峙することになる…。

砂嵐となったレミーは依然猛威をふるい、無差別に適格者たちに襲いかかっていた。圧倒的なその力の前に為す術もなく、両陣営は絶望の淵に立たされていたが、そこに砂嵐の中から帰還した徹が現れた。大事なことを伝えたいという彼の呼びかけにより、二つの世界同士の戦いは、デッドエンドを排除することを優先事項とすることで合意し、一時休戦することに。作戦会議をする二つの世界の徹たちはそれぞれの思いをぶつけ合うが…。

デッドエンドからレミーを救い出した徹たちの前に巨大なエネルギーキューブが出現した。茫然とそれを見上げる徹にブライアンから緊急連絡が入ると、同時に強制帰還が発動される。強制帰還の大きな負担のせいで気を失っていた徹が研究所で目を覚ますと、ブライアンが待ち構えていた。そして彼は突然、徹を拘束するよう研究所の兵士たちに命じる。事態を把握できないまま捕えられた徹に、ブライアンは“ある人物”を紹介する。

ブライアンの策略で研究所に閉じ込められていた鏡華を、九美やリューシャたちの協力を得て無事救出し、再会を果たした徹たち。そしてなんとか研究所から脱出した二人の前に、颯爽と現れるオルガ。彼女は徹たち二人を車に乗せて、避難場所である自分のセーフハウスに連れていく。そこでひとときの安息を得た徹たち。安心して眠り込んだ徹はそこで、謎の少女の夢を見る。その夢の中で徹は、少女の過去を知ることになる。

最終決戦を前に、それぞれの未来を守るため再び戦地へ赴く両陣営。巨大なエネルギーキューブが出現している2015年の渋谷で、苛烈な総力戦の火蓋が切って落とされた。しかし、猛攻をしかけるフロンティアS陣営に対し、逃げ回ってばかりの十七側の徹たちだったが、彼らにはある狙いがあった。敵をフロンティアSではなく、タイムキーパーと見極めていた十七側の陣営は決死の覚悟でフロンティアSの協力を得るため交渉を開始する。

二人の徹の協力でついにタイムキーパーを打ち破り、戦いは終わったように見えた。しかしフロンティアSの徹は戦いはまだ終わっていないと告げる。タイムキーパーの消滅が二つの未来の真の救いであることを信じられないフロンティアSの徹は、自分たちの未来を何が何でも確実なものにするために十七側の徹に最後の勝負を挑む。徹は決心した表情でその勝負を受け入れ、二つの未来をかけた本当の最終決戦が始まった。