Da de fremmede Mimics invaderer Jorden, er Keiji Kiriya blot én af mange rekrutter, der iføres en kampdragt kaldet en Jacket og sendes i krig. Keiji dør på slagmarken, men vågner igen næste morgen og må kæmpe og dø på ny, igen og igen.

På sin 158. gentagelse møder han en mystisk allieret, den kvindelige elitesoldat kendt som Full Metal Bitch. Er hun nøglen til Keijis flugt fra den endeløse cyklus, eller bliver hun årsagen til hans endelige død?