Akcja anime rozgrywa się w futurystycznym świecie, gdzie ludzkość rozwiązała kryzys energetyczny dzięki zaawansowanej technologii zwanej Manifestation Engine. Historia skupia się na dziewczynce imieniem Akane Isshiki, mieszkającej na spokojnej wyspie Izu Ōshima razem z młodszą siostrą i dziadkiem. Pewnego dnia, spokojne życie Akane zostaje zakłócone przez nagłe pojawienie się tajemniczych istot zagrażających całej ludzkości. Aby ocalić swój dom, Akane staje się wojowniczką posiadającą zaawansowaną, „żywą” zbroję bojową, dającą jej niezwykłą moc. Wraz z grupą nowych przyjaciółek dziewczyna rozpoczyna walkę w obronie planety. „Vividred Operation” jest pełną humoru i dynamicznych starć opowieścią z elementami magical girl oraz akcją sci-fi, koncentrując się na przyjaźni, determinacji oraz odwadze młodych bohaterek przeciwstawiających się zagładzie.
