Der junge Sergeant Sousuke Sagara wird von der international agierenden Organisation Mithril beauftragt, die Oberschülerin Kaname Chidori vor Terroristen zu schützen.
Da Sousuke aber bereits in seiner Kindheit Söldner in Helmajistan (in Full Metal Panic das Äquivalent zu Afghanistan) war, mangelt es ihm an gesundem Menschenverstand. So kommt es, dass Sousuke, der beim Militär ein ausgezeichneter Arm Slave-Pilot ist, des Öfteren Situationen missinterpretiert und diese mit Waffengewalt oder Sprengstoff zu lösen versucht. Die Handlung zeigt dabei immer wieder die Kontraste von Kanames Welt, der Schule und dem „normalen“ Leben, und Sousukes Welt, dem Militär und dem Krieg. Während Kaname in Sousukes Welt häufig von großem Nutzen ist (bedingt durch ihre außergewöhnliche Begabung), hat Sousuke massive Probleme sich in der „normalen Welt“ zurechtzufinden....