兰顿·萨斯顿（Renton Thurston）是一名看似普通的十四岁少年，他的父亲（阿德洛克·萨斯顿）是一名军队的研究人员，在第一次“爱之夏”之中牺牲自己拯救了地球而被世人称为英雄。然而兰顿对自己和作为机械工程师的祖父相依为命的生活现状却十分不满，流行的运动“滑空”（Lifting）成了他打发时间的唯一爱好。他最大的梦想是有一天能够加入传奇滑空天才霍兰德（Holland）的组织“月光洲”（Gekkostate），成为和他一样出色的滑空选手。可是他的祖父（阿克赛尔．萨斯顿）却希望他成为一名出色的机械工程师，继承家业。

兰顿无聊的生活终于在某一天发生了改变，一架故障的神秘LFO 尼尔瓦修 零式（Nirvash TypeZERO）突然冲进了他祖父的仓库，LFO的驾驶员是一名叫做优莱卡（Eureka）的少女，她请求兰顿的祖父对她的LFO进行修理。兰顿对优莱卡一见钟情，而在与赶来追击的军部武装战斗的过程中，他惊人的表现击退了敌人，更让他得到了加入月光洲的机会。然而在进入月光号之后，他才发现舰船上的真实生活与他在 Ray=Out 杂志上所看到的光辉灿烂的一面完全不同，自己不但很难适应这种艰苦而危险的生活和战斗，更难以得到船上其他成员的认同。但是他想要保护和了解自己所爱慕的优莱卡的心却没有因此而动摇。

交响诗篇的故事就围绕兰顿和优莱卡关系的发展而展开了，随着时间的推移，兰顿的心理和能力都得到了极大的成长，对船上各个成员的不为人知的往事都开始有了逐渐的了解，为了保护自己心爱的人和这个星球，他和敌人展开了一次又一次的战斗；而这颗星球的秘密，也在他眼前逐渐地展开……