A história inicia-se apresentando dois estudantes que recém começaram a namorar: Shuuji e Chise. O cenário em que vivem é Sapporo, num Japão em guerra. Apesar de estarem desconfortáveis no início, o casal logo começa a se entender aos poucos. Porém, quando Chise voltava para casa à noite, era seguida por um grupo de homens do governo. No dia seguinte, Shuuji e alguns colegas vão até uma cidade próxima para fazerem compras quando, de repente, a cidade é atacada por dezenas e dezenas de aviões e bombas. O caos se instaura na cidade até que uma estranha arma brilhante cruza o céu, destruindo os inimigos do Japão. Entre os entulhos, Shuuji se surpreende ao encontrar sua namorada, Chise, machucada e com vários aparelhos e armas ligados a seu corpo. Ele a abraça, confuso, e não consegue sentir os batimentos do coração da garota. Chise é agora, uma arma.

Títulos Alternativos:
US/DE/BR/ES: Saikano | KR: 최종병기 그녀 | CN: 最终兵器少女 | MX: saikano | UA: Вона — довершена зброя | TW: 最終兵器少女 | IT: Saikano – Lei, l’arma finale | FR: L’arme Ultime | RU: Моя девушка – совершенное оружие | TH: อาวุธสุดท้ายคือเธอ | MAL: Saishuu Heiki Kanojo | ALT: SaiKano | ALT: Saishuuheiki Kanojo: The Last Love Song on This Little Planet | JA: 最終兵器彼女 | JA: She, The Ultimate Weapon