Esta historia se desarrolla a inicios de la Tercera Guerra Mundial, en una pacífica ciudad de Japón en la isla Hokkaido, y cercana a la capital, Sapporo.
La historia muestra la vida de dos estudiantes del tercer año de una preparatoria en Hokkaido, Shuji y Chise. Chise es una chica tranquila, tímida y algo torpe, que declara su amor a Shuji, un típico estudiante con grandes rasgos atléticos para su edad, el cual no es muy bueno manejando este tipo de relaciones. Al principio existen dificultades para sobresalir como pareja, ya que ambos no saben expresar muy claramente sus sentimientos.
Para aminorar esta situación, los dos comienzan a escribir un diario de vida compartido, en donde anotarían todas las vivencias que tuvieran como pareja, siendo a la vez una pequeña historia de amor, que a la larga se convertiría en una historia sobre el fin del mundo.
Shuji no sabía que Chise le escondía un secreto. Chise era el "Arma Definitiva", es decir, el arma más poderosa para la victoria de Japón en la Tercera Guerra Mundial.
Chise era un híbrido entre humano y máquina, que según las OVA, es una "arma bacteria" que se alimenta de la carne existente en su cuerpo. Esta disyuntiva hace que la niña tímida se vaya transformando lentamente en un arma de destrucción invencible que se frena sólo con la humanidad existente en ella, y la historia de amor que vive con Shuji.
A lo largo de la serie se presentan situaciones de mucho sexo duro implícito y escenas de violencia,por lo que algunas corporaciones declaran que no es un anime apropiado para menores de 15 años. Actualmente se transmite en América Latina por el canal de televisión Animax.
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