Kakumeiki Valvrave se sitúa en el año 71 de la Era Verdadera, cuando la humanidad se ha expandido al espacio y vive ahora en colonias galácticas independientes. El mundo está dividido entre dos grandes potencias —los Estados Unidos del Cinturón Atlántico (ARUS) y la Federación del Pacto Militar de Dorssia—, cuyo conflicto se extiende de la Tierra a las estrellas. Entre ambas se encuentra JIOR, una tercera facción formada por Japón y las islas de la República de Oceanía, que permanece neutral y prospera gracias a su distancia de la guerra.
La historia comienza en una colonia de JIOR en el espacio exterior, donde la tranquila vida de Haruto Tokishima se hace añicos cuando una flota dorssiana lanza un ataque repentino en busca de los Valvraves, poderosas armas mecanizadas ocultas bajo la Academia Sakimori, su escuela. Mientras el pánico se apodera de la colonia, Haruto se ve obligado a enfrentarse a una de las máquinas y, a cambio de su poder, sella un contrato que le cuesta su humanidad. Arrastrado a un conflicto muy superior a él, encuentra un aliado improbable en L-elf, un enigmático agente dorssiano y estratega de gran talento. Juntos, Haruto y el Valvrave se convierten en la chispa de una revolución destinada a liberar al mundo.