Robot Girls Z lise çağındaki üç kıza odaklanıyor: Z-chan, Gre-chan ve Granda-san. Bu grup Nerima Ward Oizumi Akademisi'nin Photon Güç Kulesindeki, Photon enerjisini korumaya çalışırlar. Bu güç kaynağı geleceğin enerji kaynağı olarak görüldüğünden, bu gücü Mechanical Beasts Girls adında ki kötü amaçları olan gruptan korumaya çalışırlar.