近未来，当年繁华喧嚣的东京因核电站事件变成了死城，被成为世界第一大幽灵城市。然而即便在这座死寂的废墟中，仍有幸村者盘桓于此。20XX年，三名没有配备任何防辐射装备的少女出现在旧东京。她们名叫成濑荆（户松遥 配音）、深作葵（花泽香菜 配音）、野村妙子（明坂聪美 配音），是通过遗传基因改造生下来天生具有抗辐射能力的少女，统称“COPPELION”。在防卫大学附属特别工科学校教官三岛鬼兵陆佐（小山力也 配音）的指挥下，少女们四处搜索幸存者，前所未有的经历以及感受接踵而至，少女们的心中作何感想……
本片根据井上智德的漫画原作改编，COPPELION少女们的姓氏均来自日本著名导演，普通人姓氏则来自日本的文豪作家。
入野自由 坂本真绫 日野聪 松冈祯丞 日笠阳子 藤原启治 茅野爱衣 甲斐田裕子 森久保祥太郎 川田绅司 早见沙织 东山奈央 高森奈津美 濑户麻沙美 小松未可子 松风雅也 寺岛拓笃 伊濑茉莉也 菅生隆之 立木文彦 子安武人 武虎 石原夏织 能登麻美子 柚木凉香 皆川纯子 岛崎信长 井口祐一 花江夏树 小野友树 石川界人 室元气 逢坂良太 樱井孝宏 福山润