Die Sechstklässlerin Misaki Suzuhara ist gerade nach Tokyo umgezogen, um bei ihrer Tante zu leben. Sie stolpert dort über ein Spiel namens »Angelic Layer«, eine Werbeveranstaltung für technisierte Puppen, die jeder selbst umgestalten kann. Sobald dies geschehen ist, können sie durch eine neuartige Technologie miteinander verbunden werden und sich in einem Bereich, »Layer« genannt, bewegen: in diesen Layern werden Kämpfe ausgetragen, um die Besten zu finden. Misaki trifft Icchan, einen seltsamen Mann, der sie in das Spiel einführt. Aus welchen Gründen auch immer glaubt er, dass Misaki das Potential hat, zu den besten Spielern aller Zeiten zu gehören...