Jest rok 1945. Grupa dzielnych wiedźm z 502. Połączonego Skrzydła Myśliwskiego, znanych jako „Brave Witches”, kontynuuje walkę przeciwko Neuroi – tajemniczym najeźdźcom, których atak zagroził całemu światu. W trakcie misji obronnej nad miastem Petersburg wiedźmy przygotowują się na decydujące starcie strategiczne. Historia koncentruje się na Hikari Karibuchi, młodej wiedźmie z Fusou, która stara się odnaleźć własną wartość i zdobyć uznanie koleżanek, mimo swojego braku doświadczenia. Razem ze swymi towarzyszkami Hikari musi zmierzyć się z największym dotąd zagrożeniem – potężną ofensywą Neuroi przeciwko Petersburgowi. „Brave Witches: Petersburg Daisenryaku” to odcinek specjalny pełen wartkiej akcji, emocjonujących bitew powietrznych oraz humoru, ukazujący siłę przyjaźni i determinacji, które mogą zadecydować o przyszłości wojny.
