En Tetsuwan Birdy DECODE, Birdy Cephon Altera, una extravagante agente de policía de la Federación Espacial, llega a la Tierra mientras persigue al fugitivo alienígena Geega. Como su objetivo se ha disfrazado de humano y se ha infiltrado en el mundo de la moda, Birdy hace lo propio, se une a una agencia de modelos y adopta la identidad de «Shion Arita». Como Shion, pasa los días posando en sesiones fotográficas como una modelo en ascenso y las noches rastreando a criminales intergalácticos.
Al mismo tiempo, Tsutomu Senkawa, un estudiante de secundaria común y corriente, explora un edificio abandonado con un amigo y, por casualidad, se cruza con la persecución de Geega por parte de Birdy. Senkawa presencia brevemente su enfrentamiento antes de que Geega lo tome como rehén. Sin saber lo ocurrido, Birdy ataca a Geega y mata accidentalmente a Senkawa. Horrorizada por su error, elige la única forma de salvarlo: integrar su conciencia en su propio cuerpo.
Obligados a coexistir en un solo cuerpo, Birdy y Senkawa deben arreglárselas con una incómoda vida compartida mientras compaginan la rutina escolar de Senkawa, la carrera como modelo de Shion Arita y las cada vez más peligrosas obligaciones de Birdy como agente de la Federación.
