ในปี 2016 ภัยพิบัติครั้งใหญ่ได้เกิดขึ้นที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ส่งผลให้รังสีอันตรายแผ่กระจายไปทั่วกรุงโตเกียว ทำให้เมืองที่เคยคึกคักกลายเป็นเมืองร้างในเวลาอันรวดเร็ว เวลาผ่านไป 20 ปี ปริมาณรังสีในโตเกียวยังคงสูงมากจนไม่มีใครสามารถเข้าไปอยู่อาศัยได้
ท่ามกลางความเงียบสงบของเมืองร้างแห่งนี้ มีสัญญาณขอความช่วยเหลือลึกลับปรากฏขึ้น กองกำลังป้องกันตนเองของญี่ปุ่นจึงตัดสินใจส่งทีมพิเศษเข้าไปสำรวจ สมาชิกของทีมนี้คือเด็กสาว 3 คนที่มีชื่อรหัสว่า Coppelion พวกเธอเป็นเด็กที่ถูกดัดแปลงพันธุกรรม ทำให้ร่างกายสามารถทนต่อรังสีได้ และไม่ได้รับผลกระทบใดๆ จากสภาพแวดล้อมที่เป็นพิษ
ภารกิจของ Coppelion คือการเข้าไปในเขตอันตรายเพื่อค้นหาความจริงเบื้องหลังสัญญาณขอความช่วยเหลือ และปฏิบัติภารกิจต่างๆ ที่ได้รับมอบหมาย ภายในเมืองร้างแห่งนี้ พวกเธอต้องเผชิญหน้ากับทั้งสัตว์กลายพันธุ์ที่เกิดจากรังสี และกลุ่มคนที่ต่อต้านรัฐบาลที่อาศัยอยู่ในเงามืด