Segunda temporada de Muv-Luv Alternative The Animation. El mundo se ha visto envuelto en una guerra desesperada de tres décadas contra BETA, una especie alienígena que invadió el planeta en 1973. En medio de este caos, un estudiante de secundaria llamado Takeru Shirogane se despierta repentinamente de una pesadilla aterradora donde ve la humanidad en completa derrota. Poco después, se da cuenta de que su sueño no era más que los recuerdos de su vida en un universo alternativo. En esos recuerdos, se implementa el proyecto Alternativa V, que envía a cientos de miles de personas al espacio como último recurso para preservar a la humanidad, mientras que los mil millones restantes en la Tierra sufren un destino cruel. Anhelando cambiar este sombrío futuro, Takeru se une a una base militar en Yokohama, que resulta ser su antigua escuela secundaria. Allí, logra convencer al vicecomandante de la base y líder del proyecto Alternativa IV, el profesor Yuuko Kouzuki, para evitar que suceda la Alternativa V. Para asegurar el éxito de Alternative IV, Takeru debe pilotar las gigantescas máquinas humanoides Tactical Surface Fighters (TSF) junto con sus compañeros cadetes. Sin embargo, solo tiene dos meses para completar su entrenamiento y explotar su conocimiento parcial del futuro, para que no ocurra la tragedia resultante.