『Xam'd: Lost Memories』は、竹原アキユキを中心に描かれる。彼の静かな日常は、ユーデン海に浮かぶセンタン島の孤立した環境と、北方政府と南大陸自由地帯との戦争によって形作られている。彼は町医者である父・リュウゾウと強い絆で結ばれつつ、母のフサと暮らしている。だが、学校での爆発事件と謎の光の閃きによって、その不安定な日常は崩れ去り、彼の腕には感染が起こって激しい痛みに襲われ、理解できない力が目覚める。彼と同じバスに乗っていた白髪の少女は、彼の身に起きつつある恐ろしい変化を導く最初の存在となる。
アキユキが何が起きたのかを理解しようとする一方で、センタン島のもろい均衡は、町のはるか外側にある力の圧力によって崩れ始める。友人のハルとフルイチもこの事件に巻き込まれ、当初は局地的な惨事にすぎなかったものが、やがて島の外に広がる分断された世界と結びついた大きな紛争へと発展していく。家族、友人、そして自らの内にある未知の力の間で揺れるアキユキは、自分を変えていく変化に抗うのか、それとも迫り来る戦いを生き延びるためにそれを受け入れるのか、選択を迫られる。