舞台は2220年の天空都市、ブルースター。
度重なる地殻変動、温暖化や氷河期、さらには科学技術の目まぐるしい発展により、200年前とは異なる人類が誕生していた。
おとぎ話に出てくる魔法のようでそれとは非なる力。人々はそのもの、またはそれを使う者をカトレアルと呼ぶ。
カトレアルたちは人類の中で唯一、国のためや己の願いのために刀剣1本で戦うことを許され、聖剣士養成学校に通うことができる。
己の刀剣に己の力と願いを乗せて戦う少年少女たちは、かつて日本と呼ばれたサンベルクの首都トーキョーに集う。
その数実に3000人。そのうち聖剣士の称号を得られるのはわずか10人とされる。
聖剣士養成学校の1つ、学校法人美華学園聖刀花(せいとうか)女学院高等部に通うことになった、主人公の花守桜。
桜は幼い頃に抗争に巻き込まれ、両親を失ったが、その後助けてくれた世徳寺(せとくじ)百合に誘われ、学園への入学を決める。
入学して間もないない頃は、川口すみれと小田鈴蘭と共に劣等生として扱われていたが、先輩方の指導のお陰で上達し、2年に進級する。
聖剣士養成学校に通う学生たち全員が登録されているランキングで男女別上位16人までに入らなければ、最後に開催されるバトルフェスタ、星華(せいか)祭に参加できない。
参加するためには、各都市に点在している聖剣士養成学校が主催するバトルフェスタに参加して勝ち進み、ランキングを上げていく必要がある。
桜たちは星華祭への切符を手にしてそこで優勝し、いかなる願いも叶えるレインボーローズを手に入れるため、まずは各都市のバトルフェスタに参加する。
そこで何度も勝ち負けを繰り返し、着実にランキングを上げていった桜たち。
その中で系列の男子校の生徒である、和泉紫苑や三吉葵、上石藤野(あげいしとうや)、野中芙蓉(ふよう)と出逢い、淡い感情も経験しながら剣士として成長していく。
そして、見事切符を手にした桜は途中離脱した百合のためにも必ず勝つと誓い、星華祭に臨む。
が、しかし、その決勝戦で思わぬ事態が発生。
それは、裏で極秘プロジェクトを進めていたある人物の仕業だった。
そのプロジェクトや関係者の正体はいかに？
そして、桜の運命はどうなる？