民国时期,中华大地军阀混战,日本在东北扶持伪满洲政权,伺机部署侵华计划。当时远东古玩黑市出现大量关外文物,中央文物保护组织开始了“守护国宝”的系列行动,在远东铁路枢纽哈尔滨秘密开设了一条国宝专线,将在关外收集到的国宝通过这条铁路专线运往关内。
九龙镇一带的满清秘藏是所有盗墓贼心心念念的必争之物,当时九龙镇周边炸山事件不断,就是为此,且国宝专线已经被日本军方察觉,不得不尽快取消。
年轻的考古学家张一鸣和杜潇接受文物保护组织的命令,务必在十日之内,赶在文物专线取消前将满清秘藏里的国宝送上最后一班列车。
两位满怀爱国热情且具备深厚考古知识的年轻学者接了命令,来到九龙镇,开始了他们守护国宝的计划。。出生于坦克世家的高中少女西住美穗(渕上舞 配音),早已厌烦了被作为传统文化在世界范围内普及、号称修炼女性的“战车道”。为了逃避这个恼人的宿命,美穗特意转学至没有这一科目的大洗,并结交了渴望浪漫爱情的武部沙织(茅野爱衣 配音)和擅长花道的五十铃华(尾崎真实 配音)两位好友。谁知日本即将举行战车道大赛,美穗所在的大戏女子学园也顺应恢复了战车道的科目。由于相关经验学院短缺,在学生会长强迫之下,美穗和两位朋友一同选修战车道。对于这门停滞已久的学科,18名少女们寻找废弃战车、维修护理、进修操作和作战课程、实战演习……,如此等等,一切都从头开始。
经过一段时间的艰苦磨练,大洗女子学园的少女们驾驶着神采奕奕的战车,开向了高手如云的全国大赛会场……。