„Sora wo Kakeru Shoujo” to anime, które rozgrywa się w 311 roku Orbitalnego Kalendarza, w czasach, gdy ludzkość przemieszciła się do niewyobrażalnej ilości kolonii kosmicznych. Opowieść skupia się na dziewczynie z kolonii kosmicznej – Akiha Shishidou, która spotyka złośliwą sztuczną inteligencję Leopard, zainstalowaną na kolonii. W swojej przygodzie Akiha towarzyszy jej oficer Inter-Colony Police, Itsuki Kannagi, małomówna Honoka Kawai oraz robot o imieniu Imoko „Imo-chan” Shishidou.