麗香はシェンノンの覚醒により奇跡的にパイロットに選抜され、いよいよG'sフレームとの適合訓練がスタートする。しかし、セブンストーンシティの夜以降、シェンノンはまったく起動せず麗香は乗り込む事さえできない。夢と希望を持って厳しい適性試験に合格した美咲やアルヘナもハードな肉体訓練に戸惑う。そんな中、サウジアラビアのマダイン・サーレハ遺跡から新たに発掘された七号機＜パピルサグ＞がAG基地に到着する。少女たちの願いは「私も愛機を持ちたい」。パピルサグとのシンクロ率測定が始まった――。

ネルガルとの戦いを終え基地に戻る麗香たち。同じころ地球連合軍は行方不明になっている麗香の姉(麗雨)の愛機アセナの電波をキャッチしていた。その発信源を探るべく、第2次AG部隊は宇宙へ向かうことになる。しかし、AG基地上空に突如、無数のネルガル群が出現したことを知り、レイ・バーク将軍は空母アトラハーシスの緊急発進を命じた。アトラハーシスの発射軌道上に接近するネルガルの群れ。もう大切な人を失いたくない――重力圏脱出と同時に麗香たちはG'sフレームを操縦し、初めての宇宙戦闘を開始する。

サプレッサーによって爆縮の被害からは逃れたものの、石化した無数のネルガルが付着し著しい出力低下と機能不全に陥ったアトラハーシスを修理するため、月面基地に寄港する麗香たち。そこでルナはひとり、月面に作られた軍属墓地に足を運ぶ。かつてネルガルとの戦闘により戦死した最愛の父親が眠る墓標に向かい、ルナは胸にうずまく思いを伝える。一方アトラハーシスでは、石化せずに生き延びていたネルガルの幼体が艦内に侵入し、人知れず暴れ始める――。

白い巨人の破損により、ディバイングレイスシステムが使用不能になってしまったアトラハーシス。その修復のために、麗香たちは火星のニビル遺跡に向かう。アトラハーシス護衛のため、月面基地から随行することになった護衛艦ノルマンディ。歴戦の艦長ゾーイ・ピーターソンから伝えられる軍人としての理念に、麗香やアルヘナをはじめとしたAG部隊の少女は衝撃を受ける。