異星人が地球に送りこんだ「ギタイ」と呼ばれる敵に襲撃を受ける地球。かに座ι星方向の40光年先にある異星人の星から惑星改造（テラフォーミング）のため、無人の土木作業用ナノマシンとして送り込まれたギタイは、棘皮動物に取り込まれることによって人類を脅かす怪物へと進化し、人類を惑星改造の障害と認識して世界各国に侵攻を行っていた。人類は「機動ジャケット」と呼ばれるパワードスーツを投入し、ギタイとの劣勢な戦いを続けていた。 主人公キリヤ・ケイジは、ギタイと戦う統合防疫軍に初年兵として入隊するが、初出撃で絶望的な戦場へと送り込まれ、そこで圧倒的な戦闘力を持っている若き少女兵士リタ・ヴラタスキの援護を受ける。キリヤは瀕死の重傷を負うものの最期の力を振り絞り、リタが「サーバ・アルファ」と呼ぶギタイと相打ちになって死亡するが、なぜか意識を取り戻すと「出撃前日の朝に戻っている」という怪現象に見舞われ、それが幾度も繰り返される。他の人間はループを認識できずに同じような行動を繰り返す一方、ギタイたちはキリヤを狙っているかのように行動を少しずつ変えており、戦場から逃走しようとしても阻止されてしまう。しかし生と死を繰り返す中、「記憶だけが蓄積される」ことが自分を成長させることを知ったキリヤは、ギタイを倒すために、その能力を活かして経験を積み重ねる。