La storia inizia quando la liceale Ao Gennai apre un pacco lasciatole davanti a casa. All'interno trova Gourai, un piccolo robot in grado di muoversi autonomamente. Gourai è un nuovo prototipo di robot, detto Frame Arms Girl, dotato di un'intelligenza artificiale chiamata "Artificial Self" che le fornisce una personalità reale. Gourai inizia così a vivere assieme ad Ao, tra battaglie con altre Frame Arms Girls ed eventi quotidiani della vita di tutti i giorni.