本作為 2010 年發售的《超次元戰記 戰機少女》與 2011 年發售的《超次元戰記 戰機少女 mk2》的後續系列第 3 作。在打敗犯罪之神之後，「遊戲業界（ゲイムギョウ界）」變得和平。因為和平的關係女神們過著懶散不堪的生活，但實際上，在各式各樣表現被規制的人們正偷偷的進行著某個活動。

◆ 故事舞台在稍為回到過去的遊戲業界

　　主角聶普迪努（ネプテューヌ）因為故事序盤的某件事情傳送到了別的世界。那裡像是過去的遊戲業界，而神秘組織「七賢人」正暗中活躍著。

　　為了讓從 1980 年代（仿照當時）來到現代的遊戲業界為舞台，至今尚未登場的舊世代的主機將會陸續現身。隨著時代距離現代越來越近，其他的女神將會全員登場，裡面也有外形有些變化的女神。