Sinopsis Frame Arms Girl/フレームアームズ・ガール: Ao Gennai adalah siswa sekolah menengah tahun pertama yang sepenuhnya rata-rata-yaitu, sampai paket misterius dikirim ke rumahnya suatu hari. Di dalamnya dia menemukan gourai, robot humanoid kecil yang mampu bergerak dan pertempuran yang dikenal sebagai gadis bingkai senjata. Gourai adalah yang pertama dari jenisnya, memiliki AI yang sangat canggih yang memungkinkannya untuk membentuk kepribadian, belajar, dan tumbuh, seperti pikiran manusia.
Mengikuti aktivasi Gourai, AO dorong lebih dulu ke dunia gadis Frame Arms karena semakin banyak robot cerdas dikirim langsung ke pintu depannya. Dengan insentif uang tunai yang agak besar mendorongnya ke depan, AO berkomitmen untuk mengumpulkan data sebanyak mungkin tentang bingkai gadis dan pertempuran mereka sebaik mungkin, sementara mereka belajar apa artinya menjadi manusia.
