Muv-Luv Alternative Season 2 - Berkat teknologi Profesor Yuuko Kouzuki dan kekuatan psikis Kasumi Yashiro, prajurit Takeru Shirogane kembali ke dunia aslinya. Dengan tidak ada waktu untuk kalah, Takeru bertujuan untuk meminta bantuan Yuuko di dunianya untuk menyelesaikan proyek Alternatif IV - harapan terakhir manusia telah melawan BETA, spesies asing menyerang planet ini. Sebagai penyelesaian proyek anti- BETA, Takeru dan kadet lainnya lulus dari akademi pelatihan pilot Yokohama. Namun, selama tes sistem operasi baru untuk Tactical Surface Fighters - pakaian tempur raksasa digunakan oleh kemanusiaan terhadap musuh mereka - BETA penyergapan Takeru dan timnya. Hampir tidak melarikan diri dengan hidupnya, Takeru meninggalkan trauma setelah menyaksikan kematian kejam dari salah satu teman dekatnya. Kehilangan kehendak untuk melawan, Takeru melarikan diri kembali ke dunia lain, di mana ia mengalami tragedi serupa. Menurut teori Yuuko, orang-orang dari alam semesta paralel terikat untuk menderita nasib yang sama. Akibatnya, Takeru harus mengatasi traumanya jika dia ingin melindungi orang-orang yang dia sayangi.