《无限斯特拉托斯：渴望恋爱的六重奏》延续了该系列的科幻与恋爱风格。故事围绕着男主角织斑一夏展开，他是世界上唯一能驾驶女性专用人型兵器“IS”的男性。在学园都市中，一夏与众多性格各异的美少女们共同学习和生活。其中有傲娇的塞西莉亚，她有着高贵的英国血统，在驾驶 IS 方面实力强劲，却在面对一夏时常常流露出少女的羞涩；还有开朗活泼的凰铃音，对一夏有着深厚的感情。随着剧情推进，学园里不断出现新的危机，众人需要驾驶 IS 应对各种挑战。在战斗的过程中，一夏与少女们的感情也逐渐升温，他们之间上演了一幕幕甜蜜又有趣的恋爱故事，同时也在一次次战斗中共同成长。