《青空少女队》讲述的是日本空军自卫队801飞行部队的故事。这支部队由女性飞行员组成，尽管拥有三鹰亚理莎和羽田美树两位技术出众的飞官，却始终得不到重视。她们不仅在日常生活上与其他部队完全隔离，上级长官还企图借飞行测试寻找裁撤801飞行队的机会。
新任地勤官石动拓也到来后，因受到蝙蝠袭击而误闯飞行员宿舍，意外撞见美树与亚理莎的裸体，随即遭到两人的教训。随着相处时间增加，原本彼此不合的美树和亚理莎逐渐被石动的善良打动，隐藏在坚强外表下的孤独内心也慢慢卸下防备。为了争夺石动的心，两人展开了一场激烈的较量。
