故事前言：
西元2009年，有颗小行星撞上了火星，影响火星原本的运行轨道，让地球上的人类在白天就能看到火星高掛天空。不过因为这种星象的异常变化，造成地球上开始出现所谓的「ESP」－即具有超能力的人士统称。地球上的强权大国们便开始徵召这类人士入伍，以成为战场上最令人惧怕的活体武器。到了2010年，在极东地区的新兴国家「马尼特共和国」，以全世界最先进的ESP活体兵器技术，挑战「美国」和其同盟国「日本」。2011年，日本东京遭受马尼特共和国的攻击，而这场攻击也是有史以来最猛烈的一次，到了2016年，日本政府不得已将首都由东京迁移到群马县前桥市。2026年，《终极生化少女》的故事背景在此时展开。故事简介：
公元2026年，战火蔓延至世界各地，日本……东京。
高中三年级学生-绫濑优弥
救了一位企图投河自尽的同年级少女，少女名叫-朝霞天。
天拥有ESP的预知能力，暑假过后就要被强制服兵役。
她在一个核子武器攻击中失去了双亲。
已经对未来绝望的她，不愿意接受服兵役而选择了自杀。
同样在战争中失去父母的优弥，心疼天的遭遇，两人之间产生了共鸣。
面对天所说的“你妨碍我自杀，你要负责。”这个无理的要求，优弥只好在服兵役前的暑假，将她带回自己家。
但是，当优弥救起天的时候，天体内的ESP能力在不知不觉中被唤醒……
ESP能力的觉醒，将成为强制服兵役的理由，守护秘密的两人开始了纯情又苦涩的同居生活。