統一暦1923年6月。
金髪碧眼の幼女、ターニャ・デグレチャフは帝国軍士官学校の最終課程、部隊勤務の一環として北方軍管区ノルデン戦区の第三哨戒線で研修に励んでいた。
航空魔導師として輝かしいキャリアを踏み出すための第一歩である研修は何事もなく無事に終わるはずだった。
しかし事態は思わぬ方向へ転がっていく。
協商連合の越境侵犯をきっかけに帝国と協商連合は戦争状態に突入。
戦時体制への移行に伴い、観測任務が割り当てられるも、協商連合軍による奇襲が発生し、ターニャは敵の魔導師中隊と単独で交戦しなければならない事態に陥ってしまう。
多勢に無勢で味方が到着するまで持ちこたえることなどできるわけもなく、しかし逃げようものなら敵前逃亡で死罪は免れないという絶望的な状況。
何としても生き延び、上層部に対して最善を尽くしたとアピールするため、ターニャはとある作戦に打って出るのだが……。

“其れは、幼女の皮をかぶった化物一。"

原作：カルロ・ゼン (「幼女戦記」／KADOKAWA刊)
キャラクター原案：篠月しのぶ
監督：上村泰
キャラクターデザイン・総作画監督：細越裕治
シリーズ構成・脚本：猪原健太
副監督：春藤佳奈
サブキャラクターデザイン：谷口宏美、牧孝雄、髙田晴仁
服飾デザイン：谷口宏美
魔導具デザイン：江畑諒真
プロップデザイン：森山洋
銃器デザイン：秋篠Denforword日和、大津直
キーアニメーター：石橋翔祐、栗田新一、堀内博之
エフェクトディレクター：橋本敬史
軍事考証：大藤玲一郎
美術監督：平栁悟
色彩設計：中村千穂
撮影監督：頓所信二
3DCGIディレクター：高橋将人
編集：神宮司由美
音響監督：岩浪美和
音楽：片山修志
アニメーション制作：NUT
製作：幼女戦記製作委員会

ターニャ・デグレチャフ：悠木碧
ヴィーシャ：早見沙織
レルゲン：三木眞一郎
ルーデルドルフ：玄田哲章
ゼートゥーア：大塚芳忠