Dopo che la Terra è stata distrutta da misteriose forme di vita aliene conosciute come Gauna, i resti sopravvissuti della razza umana sono fuggiti nello spazio nell'enorme nave generatrice Sidonia. Dopo aver vagato nello spazio per millenni, la Sidonia si trovò ancora una volta sotto attacco da parte di Gauna per la prima volta in un secolo. Ancora una volta di fronte alla minaccia dell'estinzione, una vittoria temporanea contro i Gauna è stata ottenuta grazie all'ibrido umano-Gauna Tsumugi Shiraui e all'asso pilota di mech Guardian Nagate Tanikaze. 10 anni dopo... La gente di Sidonia gode di una breve tregua. Passano giorni tranquilli, durante i quali Tsumugi inizia a rendersi conto dei suoi sentimenti per Nagate, che ora è celebrato come un eroe di Sidonia. Tuttavia, come il capitano Kobayashi ha sempre saputo, finché i Gauna rimangono, la pace non può durare. La decisione è presa: una battaglia finale, su cui poggia il destino degli ultimi sopravvissuti dell'umanità. Con l'avvicinarsi della fine, l'equipaggio sarà in grado di proteggere coloro che ama?