影片《钢铁少女：决战》发生在20XX年的日本，国家正处于最后一场战争的危机之中。一家军事公司研发的“大规模毁灭性超级武器”被恐怖组织抢夺。与此同时，半机械人克里斯·索奥托姆（Chris Saotome）被改造成了杀戮工具，与一位名叫萨拉的神秘女孩相遇……