天才科学家恶之宫博士（柄本明 饰）在遭到国家的背叛之后，满怀着仇恨怒火组建了邪恶细胞军团Σ。他命令爪牙四处抓捕并吸取政要的细胞，以制造足以毁灭世界的恐怖武器。在此期间，于遗传领域有着卓绝贡献的大门勇博士（竹中直人 饰）拒绝与恶之宫合作而惨遭杀害。大门博士的儿子大门丰（古原靖久 饰）与父亲开发的电人查勃卡为了正义，与细胞军展开艰苦卓绝的斗争，期间还与本为敌人的博格小姐（山崎真实 饰）。但是，他所笃定坚持的正义最终将查勃卡引向灭亡。25年后，潦倒不堪的大门丰（板尾创路 饰）委身于无良政客若杉（木下ほうか 饰），受尽屈辱，而恶之宫的邪恶计划则接近完成…… 本片根据20世纪70年代同名特摄剧改编。

据悉，该动画以各类怪奇恐怖故事为主要内容，讲述世界各地的UFO、心灵感应、神秘现象、超能力事件、都市传说等等，由执导过《死亡寿司》的井口升担任总导演，吉田ウーロン太负责剧本。声优方面，除了斋藤工外，渡边哲、户井胜海、泷口幸广、今川碧海等都将为本作献声。

少女芳江（木口亚矢 饰）本是某艺妓馆内的低等侍女，她潜心伺候身为当家艺妓的姐姐菊奴（长谷部瞳 饰），但是菊奴对她颐指气使，绝情绝义。偶然机会，芳江过人的膂力被影野制铁的少爷影野光（斋藤工 饰）所发掘。影野制铁表面上是一家大型家族式钢铁公司，暗中则受命于国家，担负武器的制造工作。与此同时，其创始人影野拳山（志垣太郎 饰）怀有不可告人的野心，他四处网罗人生失意的女孩，将她们训练成美貌与杀伤力并重的艺妓杀手，甚至通过身体机械化改造来加强女孩们的实力。 懵懵懂懂的芳江与菊奴被骗进入影野制铁，姐妹俩更被迫互相残杀。在此过程中，她们为了超越对方而不断加强训练和改造，继而成为影野家族不可或缺的机器人杀手。然而随着任务的进行，芳江却渐渐发现亲情的珍贵以及影野家族的丑恶用心……

日高亚美（八代みなせ 饰）和黑帮木村家族的决战结束后神秘消失，只有机关枪手臂留在路边。亚美的好友好绘（木嶋のりこ 饰）偶然得到机关枪手臂，却遭到一群怪人的袭击。这群怪人就是被亚美杀掉的木村龙二（岛津健太郎 饰）等人，如今他们复活，组成了逢人必斩的“通杀队（誰でも殺し隊）”。 身陷险境的好绘被复活后的杉原（石川ゆうや 饰）所救，杉原决定将这个乖乖女训练成像亚美一样具有强大实力的女战士。这对一向羞涩内向的好绘来说，不辄为巨大的挑战…… 本片为《机关枪少女》续篇。