16岁生日那天，高中少女渚凛的身体突然发生异变，右手在受刺激时化作削铁如泥的魔爪。惊慌失措的她逃回家中，父亲洋二郎终于说出埋藏多年的秘密：凛是军方“战斗少女”计划所创造的人造人，她的右手被植入特殊战斗细胞，拥有超越常人的杀伤力。真相令凛震惊不已，然而来不及消化，一支神秘武装组织便闯入她的生活，企图回收这件“兵器”。在父亲和同伴的帮助下，凛被迫拿起武器，与追捕者展开殊死搏斗。她不仅要面对外部的敌人，还要在“人类”与“兵器”的身份认知中挣扎。随着战斗升级，凛逐渐掌握右手的真正力量，也慢慢理解自身存在的意义。为了保护珍视之人，她决定不再逃避，以“战斗少女”之名迎向属于自己的战斗。影片动作场面凌厉，穿插少女成长中的亲情与友情，展现一场热血又略带感伤的青春抗争。