De volta à vida civil, Yoshika Miyafuji é puxada para o combate quando uma colmeia Neuroi nova e imensa irrompe sobre a Romagna, destrói os Neuroi que já atuavam na região e toma Venezia. Com a veterana Mio Sakamoto e suas antigas companheiras, ela entra na reativada 501ª Ala Conjunta de Caças para segurar o que restou da frente. Esta segunda temporada amplia a guerra contra os Neuroi.