Сюжет розгортається після подій Full Metal Panic! Другий рейд», де загострюється конфлікт між приватною військовою організацією “Мітріл” і таємним угрупованням “Амальгама”. Головному герою Сосуке Сагара доручено захистити Канаме Чідорі, але їхнє становище стає дедалі небезпечнішим, оскільки «Амальгама» застосовує проти «Мітрілу» передові технології та стратегії.
Серіал характеризується швидким розвитком подій, який творець описує як «повний газ з самого початку», з мінімальною експозицією, що сприяє більш захопливому сприйняттю. Такий підхід зумовлює зосередженість на дії та динаміці персонажів, зокрема на еволюції стосунків між Сосуке та Канаме на тлі війни та шпигунства.