Episodio 1
En 1973, tras la despiadada guerra lunar de seis años, la especie alienígena hostil conocida como BETA Seres de origen extraterrestre que son adversarios de la raza humana invadió la Tierra, matando a miles de millones y diezmando Eurasia. Aunque los BETA pueden ser destruidos con armas convencionales, su clase láser es capaz de aniquilar flotas enteras de aeronaves, lo que obliga a la humanidad a desarrollar gigantescas armaduras de combate llamadas Combatientes de Superficie Táctica (TSF) para enfrentarlos. Cuando los BETA llegan a Japón en 1998, la estudiante de la escuela militar y piloto de TSF o eishi Yui Takamura recibe la orden de defender la última línea de defensa de Kioto junto a sus compañeros de clase. A costa de innumerables vidas humanas y el sacrificio de los amigos de Yui, el Ejército Imperial Japonés logra repeler a los invasores, dejando destrucción a su paso. Sin embargo, este encuentro deja a Yui decidida a no permitir que algo así vuelva a ocurrir. Tres años después, ahora como teniente, Yui se une al proyecto XFJ, un programa de desarrollo de TSF japonés-estadounidense con sede en Alaska. En un equipo internacional compuesto por el piloto de pruebas japonés-estadounidense poco cooperativo Yuuya Bridges y varios eishi de países perdidos ante los BETA, la tarea de Yui es ayudar a desarrollar el nuevo TSF japonés Shiranui. En medio de tensiones políticas heredadas de la Guerra Fría, Muv-Luv Alternative: Total Eclipse sigue la delicada misión de Yui y el viaje de Yuuya para superar los demonios del pasado que aún lo atormentan.