故事发生在一处温馨但偏僻的田园小镇奥木染，双亲过世的少年春日野悠（桥本隆 配音）带着体弱多病的妹妹春日野穹（田口宏子 配音）千里迢迢的来到了这里，准备寄宿在祖父留下的房子中。虽然照顾妹妹的起居很辛苦，但悠还是拥有了一段难得愉快的时光。在这里，悠遇见了幼年的玩伴天女目瑛（阪田佳代 配音），成熟温柔的姐姐依媛奈绪（猪口有佳 配音），认真可爱的大小姐渚一叶（小野凉子 配音）等热情亲切的朋友们，还有同班损友中里亮平（中国卓郎 配音）的插科打诨让他笑口常开。同时，一些模糊的回忆逐渐的浮上了心头，是和谁有过怎样的约定呢？面对着面前似曾相识的风景，悠的记忆开始苏醒
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将清纯可人的“租借”女友·水原千鹤介绍给家人和朋友，谎称她是“真”女友的废柴大学生·木之下和也。
在无法说出真相的情况下，和也继续维持着这段“虚假”的关系。在共同经历各种事件的过程中，他内心对千鹤的“真实”感情日益加深。
公元2067年，以银河系边境的星系为中心，丧失自我而狂暴化、极尽破坏之能事的“Var”症候群，正在逐渐扩大。察觉事态严重性的星间复合企业体，为了将这一症状镇静化，将少女们的“战术音乐组合Walküre”与执行共同作战的“Valkyrie部队”编成到一起。另一方面，“风之王国”的被称作“空中骑士团”的“谜之Valkyrie部队”开始行动。在“原始文明的遗产”之谜的交错当中，超越星系的热切恋情与友情的物语开幕。《超时空要塞》新作动画《超时空要塞Δ》制作的消息于2014年10月发表。2015年9月正式确定标题，同年10月29日举办了制作发表会，12月31日放送特别节目。
