Un estudiante de escuela secundaria superior llamado Yotaro pensó que era hijo único, hasta que conoció a su verdadera madre y descubrió que ella tiene 19 hijas, de 0 a 18 años de edad. Él termina viviendo con su "verdadera familia".
Ambientado en un mundo ligeramente futurista donde la Tierra ha sido invadida y está en guerra con los extraterrestres de otra dimensión llamada Nova, la historia sigue las
aventuras de un muchacho japonés llamado Kazuya Aoi que se inscribe en una escuela especial para chicas genéticamente modificadas llamadas Pandoras para luchar contra los extraterrestres, y donde las parejas masculinas (limitadores), utilizan un poder especial llamado "freezing" (congelación) para limitar la movilidad de su oponente o contrarrestar el freezing de el oponente para que las Pandoras puedan atacar. El protagonista hace que el conocimiento de una chica mayor e inusual llamada Satellizer L. Bridgette, que parece ser la de Pandora más fuerte de su clase, pero aún no ha elegido una pareja de sexo masculino para ser su limitador debido a su fuerte aphephobia, o temor a ser tocada, una condición que había surgido de una infancia traumática, en el que su medio hermano está involucrado. A pesar de las advertencias de todos sus amigos, Aoi decide ser su limitador.
La historia base se centra en cuatro chicas que asisten a su primer año de preparatoria, comenzando con Yui Hirasawa y su impaciencia en la búsqueda de un club en el cual participar. Por otro lado, está Ritsu Tainaka (baterista) quien le propone a su mejor amiga Mío Akiyama (bajista), inscribirse juntas en el club de música ligera del instituto; desafortunadamente se enteran que está próximo a ser cerrado debido a que todos sus miembros se habían graduado el año anterior. Debido a que el mínimo permitido para aprobar un club es de 4 integrantes, Ritsu y Mío tratan desesperadamente de conseguir interesados en participar y en el intento lograrán reclutar a Tsumugi Kotobuki quien les indica que solo sabe tocar teclado. Esto significa que ya solo hace falta un miembro más para tener nuevamente al club en funcionamiento, y es aquí donde luego de una larga espera Yui se decide finalmente por un club, precisamente el de música ligera. Con esto lo salva de la extinción. Desafortunadamente el club, al cual nombrarán más adelante "Hōkago Tea Time" (La hora del té de después de la escuela), requiere de la pieza clave de casi toda banda musical: el guitarrista, y Yui no tiene experiencia alguna con ningún instrumento.