軌道歴311年、宇宙空間には無数のコロニーが浮かび、人々の生活の中心は宇宙に移っていた。獅子堂秋葉は、名門・獅子堂家の三女。ごくごく普通の少女だった秋葉は、人の心を持つと言われるブレインコロニー「レオパルド」と出会ってしまう。横柄な態度のレオパルドとケンカになる秋葉だが、彼と敵対する仮面の女・アレイダの襲撃を受け、なりゆきで撃退に力を貸すはめに。戦闘で傷ついた謎の少女・ほのかを助けた秋葉は、彼女がつぶやいた言葉「宇宙をかける少女」、その意味をこれから身をもって知ることになるのだった...。テレビアニメも大好評の『宇宙をかける少女』が小説でいよいよ登場。