A história do filme desenrola-se na Europa onde Yoshika Miyafuji que perdeu os seus poderes na última missão das Strike Witches estuda para se tornar médica.
Depois de afastar a ameaça de uma invasão Neuroi de Romagna e destruir o ninho do inimigo sobre Veneza, Yoshika Miyafuji volta para sua cidade natal, no Império de Fusou. Apesar da perda de suas habilidades mágicas e curativas, o ex-oficial da 501ª ala de caça conjunta quer continuar estudando medicina. Isso é para ajudar os necessitados, tanto os civis quanto os da linha de frente. Ela recebe um convite de uma escola de prestígio na Europa e decide aceitar a oferta, embarcando em uma viagem de volta ao continente devastado pela guerra. No entanto, surge um novo perigo, à medida que mais e mais Neuroi conseguem romper as linhas de defesa humana, aparecendo despercebidos em áreas supostamente seguras e perturbando o equilíbrio de poder na Europa. O senso de dever de Yoshiki colide com sua incapacidade de pilotar uma Unidade de Atacante, mas com seus amigos em perigo, parece que só há uma coisa que ela pode fazer.
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