Muv-Luv ATE全名为《Muv-Luv Alternative Total eclipse 》，全集动画片改编自《Muv-Luv Alternative》的外传小说。故事的时间设定在西元2001年，由于人类遭到地球外起源种(联合国称其为BETA)的侵略，正面临灭亡的危机，因此人类开始了先进战术机技术开发计划“XFJ计划”，各个国家均派遣了专门人员参与其中，该作讲述的就是这些被派遣过来的人员之间的故事。（有虫子吃掉妹纸情节,反差极大,请谨慎观看.）
这是拥有继承自异世界的光辉名号及竞速能力的“赛马娘”自古以来就与人类共存的世界的故事。从乡下转学到都市的特雷森学园的赛马娘·特别周，和同班同学们一起一边切磋琢磨，一边赌上“日本第一赛马娘”的称号，目标是在“Twinkle Series”当中获得胜利！
大空遥（优木加奈 配音）是一个个性活泼开朗的女生，却因为自己个子太高走在人群中过于扎眼而时常感到缺乏自信。原本居住生活在东京的她来到了临近大海阳光灿烂的冲绳，进入那里的高中就读，在冲绳，遥和表妹比嘉比方（宫下早纪 配音）重逢了。在比方的影响下，遥开始接触沙滩排球，令遥感到自卑的身高，在这项运动里却成为了她的优势。个性大大咧咧不拘小节的红爱（种崎敦美 配音）、凡事都十分认真一板一眼的惠美理（末柄里恵 配音），通过这项运动，遥结识了一帮志同道合的好友们，在金黄的沙滩上和蔚蓝的大海边，女孩子们尽情的挥洒着她们的汗水。
