O Japão criou um exoesqueleto poderoso e armado designado de "Infinite Stratos” (IS), que se tornou no centro da indústria de armas. Como apenas as mulheres podem operar os IS, dominam a sociedade sobre os homens. Orimura Ichika é um rapaz de 15 anos que acidentalmente toca num IS presente na escola de treino de pilotas de IS. Ele acaba por se tornar no único homem capaz de operar um IS e é forçado a entrar na escola de treino. A dura vida escolar do Ichika rodeada de mulheres acaba de começar.

Oreki Houtarou é um estudante minimalista. Um dia, ele entra para o Clube de Literatura Clássica a pedido da sua irmã mais velha. Lá, conhece Chitanda Eru, uma rapariga bonita e calma, mas que se transforma na personificação da curiosidade quando diz: “Estou curiosa! (Watashi, kininarimasu!)”. Fukube Satoshi é o melhor amigo de Houtarou e um rapaz alegre com uma memória fantástica, apelidando-se de base de dados. Ibara Mayaka é uma rapariga pequena e rigorosa com os outros e consigo mesma. Os quatro começam a investigar um caso que ocorreu há 33 anos, onde as pistas do mistério se encontram enterradas numa colecção antiga de trabalhos dos antigos membros do Clube de Literatura Clássica. Essa colecção chama-se “Hyouka”.

Esta é a história da Suzumiya Haruhi, que ao entrar na escola secundária, anunciou: "Não tenho interesse em humanos normais. Se houverem alguns alienígenas, viajantes do tempo, alguém de outro universo, ou psíquicos, venham ter comigo. É só!" Embora pudesse ser uma simples piada, a Haruhi estava a falar a sério. As coisas aquecem quando ela cria a Brigada SOS, arrastnado estranhos personagens para lá. Depois de algum tempo, Kyon, que nos narra a história, aprende a verdade sobre os outros membros da brigada, e sobre a Haruhi...