今から4000年後の未来
惑星消滅事件の調査に派遣された連邦艦隊の護衛と、 対グノーシス用戦闘アンドロイド“KOS-MOS”の実戦テストの為、 ヴェクター第一開発局シオン・ウヅキは 開発メンバーと共に艦隊旗艦ヴォークリンデに配属されていた。
シオンはその任務中に、惑星消滅宙域で回収された物体ゾハルと接触、 不思議な少女の幻“ネピリム”を見る。
その直後、巡礼船団グノーシスの襲撃にあい、壊滅していく艦隊。 U-TIC機関の命を受けたアンドリューは、 混乱に乗じてゾハルの確保を行おうとするが、 艦内に襲撃してきたグノーシスによりゾハルを奪われてしまう。
艦内に侵入したグノーシスにより徐々に追い詰められていくシオン達 しかし、そのシオンの危機を救ったのは、 自らの意思で起動したKOS-MOSであった。
時を同じくして、 特殊任務を専門とする戦闘サイボーグ“ジグラット8”(ジギー)は 連邦の政府機関である接触小委員会からの依頼により、 U-TIC機関の本拠地からヨアキム博士によって製作された 百式レアリエンプロトタイプ“M.O.M.O.”の 奪還任務にあたっていた。
首尾よく、モモの救出に成功するが U-TIC機関総司令のマーグリスからの追撃にあう。
ハイパースペースでの追撃戦のさなか エルザにより救出されるジギーとモモ。 二人はエルザの目的地が第二ミルチアだと知り、 共に行動することにする。
天の車の最深部にたどり着いたシオン達は そこで、アルベドとグノーシス化したコアを発見する。 グノーシスを吸収し、暴走するコア アルベドはJr.達をあざ笑いながら消えていく。 グノーシス化したコアを破壊することで、 天の車の暴走を止めることに成功するシオン達だが、 天の車は第二ミルチアに落下を始めるのだった。 被害を最小限に食い止めるために、天の車の強制分解を決意するシオン。 しかし、それを行えば自らの脱出する時間がなくなってしまう。 KOS-MOSは自分が分解作業をするために残ることをシオンにつげる。 自分なら、作業後に脱出することが可能だと。 皆の説得を受け、しぶしぶ従うシオン。