Un centinaio di anni dopo che i catastrofici spostamenti delle placche tettoniche hanno causato la sommersione della maggior parte della sua area, il Giappone ora prospera come nazione marittima. Città ben funzionanti fiancheggiano le coste del Giappone e le rotte marittime ben sviluppate sono difese da navi militari specializzate. L'industria marittima è fiorente e le giovani ragazze sono ansiose di unirsi alle Sirene Blu, donne altamente qualificate che dedicano la loro vita alla protezione dei mari. Dopo un po' di tempo di lontananza, gli amici d'infanzia Akeno Misaki e Moeka China si riuniscono alla Yokosuka Girls' Marine High School. Qui vengono raggiunti da altri che condividono il loro sogno di diventare Sirene Blu. Presto iniziano le esercitazioni di addestramento, con Akeno e Moeka che vengono messi a capo delle loro navi e del loro equipaggio. Tutto procede senza intoppi per Akeno mentre si stabilisce nel suo ruolo di capitano e crea cameratismo tra i suoi compagni di equipaggio a bordo della Harekaze, una nave cacciatorpediniere. Tuttavia, guasti imprevisti al motore e alla navigazione lasciano presto la loro nave bloccata e l'equipaggio in pericolo. High School Fleet segue il valoroso equipaggio degli Harekaze mentre navigano in acque insidiose e altri ostacoli nella loro ricerca per diventare sirene blu a tutti gli effetti.