ネウロイの巣を破壊した戦いで魔法力を失った宮藤芳佳。501部隊が解散した後、彼女は故郷の扶桑へ戻り、久しぶりに平穏な日々を送っていたが、かつての上官だった坂本たちの計らいで欧州の医学校へ留学することになる。海軍兵学校で坂本の生徒だった服部静夏と一緒に再び欧州へ向かう宮藤。一方、かつての501部隊の隊員たちも各地に散り、それぞれの生活を送っていたが、宮藤の再渡欧や新たなネウロイの兆候をキッカケに、再び集まり始める。そんなとき、欧州を旅する宮藤と静夏の前に、強大なネウロイが出現、宮藤はかつてない最大の危機に陥ってしまう
原作《甜心战士》曾于1973年在《周刊少年Champion》上连载，东映动画曾将其制作成TV动画在朝日电视台播出了25集。在2004年，庵野秀明曾经将该漫画拍成真人版首次搬上银幕，由佐藤江梨子主演并引起了巨大话题。 此次的新作将把背景设定在近未来，世界各地气候异常、未知病毒蔓延导致人口急剧下降，根据某位博士的愿望诞生了一名有着人类感情的人工智能甜心战士。在该作中，运动神经超群的西内玛利亚将首次挑战动作戏份。
朝鲜中宗22年，王为了躲避宫中出现的怪物而迁宫。改编自这段史实，讲述了威胁王的「物怪」（诡异的物件）与觊觎王位的循旧势力展开的争斗。
