Akcja serii rozgrywa się w alternatywnej rzeczywistości XX wieku, w epoce fascynującego połączenia magii i technologii. Opowieść skupia się wokół młodego chłopca imieniem Nakahito Kagura, który przypadkowo budzi tajemniczą dziewczynę-androida – tytułowego stalowego anioła Kurumi. Kurumi, obdarzona niezwykłą siłą oraz ogromnym entuzjazmem i optymizmem, obiera sobie za cel ochronę Nakahito za wszelką cenę.
Chłopiec zostaje wciągnięty w wir wydarzeń, gdy grupa mrocznych sił pragnie wykorzystać zaawansowane stalowe anioły do własnych, niebezpiecznych celów. Wkrótce Nakahito poznaje inne stworzone przez ludzi androidy, z których każda posiada własny charakter i umiejętności. Łącząc akcję, komedię, romantyczne wątki oraz elementy fantasy, „Koutetsu Tenshi Kurumi” przedstawia pełną uroku opowieść o przyjaźni, lojalności i odwadze, a także o zmaganiach głównych bohaterów z przeciwnościami losu.
