Kaito Yashio y su amigo Akiho Senomiya son los restantes miembros del Club de Robótica de la escuela. Después de manos Akiho en un pedido de presupuesto para la sala de profesores, tanto ella como Kaito, que pasa su tiempo jugando juegos en su dispositivo PokeCon, visitar un antiguo hangar que contenía un gran robot el Club de Robótica ha estado trabajando desde su fundación, Gunvarrel, basado en un anime de robots popular cuyo último episodio nunca fue transmitido. Al día siguiente, el vice-principal se compromete a dar el Club de Robótica de su proyecto de presupuesto con la condición de que ganar un torneo de robot que tiene lugar dentro de dos semanas, con el club para ser disuelta si lo pierdes. Como Kaito y Akiho contemplar si se puede lograr tal hazaña, una misteriosa chica se ve haciendo un reportaje.

Al necesitar un robot para el torneo, Kaito y Akiho encuentran un viejo robot de hobby de la Máquina Tanegashi en el almacenamiento, solo para encontrar que sus baterías se han agotado. Akiho va a ver a un anciano llamado Tetsuharu 'Doc' Fujita para intentar obtener algunas piezas nuevas, pero encuentra que son demasiado caras. Kaito le pide al comerciante Mizuka Irei que investigue cualquier debilidad que Doc pueda tener para poder bajar sus precios. Esto lleva a Akiho a conocer a la nieta de Doc, Junna Daitoku.

Kaito y Akiho van con su maestra, Mitsuhiko Nagafukada, a donde se lleva a cabo el torneo Robo-One, aunque no tienen un hotel para registrarse. Mientras Kaito practica con el robot, experimenta una sensación extraña por un breve momento. El torneo pronto comienza y Kaito logra usar sus tácticas para pasar por los preliminares y llegar a las finales. Antes del partido final, Akiho comienza a preocuparse por Kaito, que no había dormido mucho antes del torneo. El partido final pronto comienza contra el campeón reinante, el Sr. Pleiades, cuyo robot tiene algunos trucos feroces bajo la manga. Mientras que el robot de Kaito está en desventaja frente a Subaru, Kaito experimenta repentinamente una inversa de la dolencia que Akiho tiene, le ralentiza el tiempo y hace un contraataque, eliminándolos a ambos, aunque esto técnicamente resulte en la pérdida de Kaito. Al regresar a casa, Kaito tiene un breve encuentro con la creadora de Kill Ballad, Frau Koujirou.

Akiho intenta que su padre, que es el presidente del Centro Espacial de Tanegashima, financie su proyecto de robot gigante, pero su madre pronto apaga esa línea de pensamiento. Más tarde, Kaito es llamado para reunirse con Frau Koujiro, cuyo nombre real es Kona Furugoori, para ayudarla a mudarse a su dormitorio mientras se está transfiriendo a su escuela. Siguiendo más información de Mizuka, Akiho va a ver al tío de Mitsuhiko, que dirige una fábrica de dulces, para solicitar el patrocinio de su robot. Mientras tanto, Subaru logra obtener la asistencia de Kaito para un próximo torneo Robo-1 en Las Vegas. Cuando Subaru pregunta qué hizo Kaito durante el torneo, Kaito recuerda un incidente el 11 de septiembre de 2010, en el que él y Akiho formaban parte de un desmayo masivo a bordo de un ferry, donde ambos contrajeron el síndrome del ratón elefante. Más tarde esa noche, Kaito escucha una extraña voz que proviene de su PokeCon.

Sintiendo curiosidad por la chica que vio el otro día, Kaito se entera de Junna sobre varios avistamientos de la chica. Mientras Akiho y Subaru se enfrentan a una entrevista para el torneo Robo-One, Kaito y Junna van a la playa, donde se encuentran con el cadáver de una ballena varada. Al oír que Junna se ha retirado del club de karate, Kaito le sugiere que visite el Club de Robótica. Más tarde esa noche, Kaito vuelve a escuchar la extraña voz y lo lleva a una habitación abandonada en la escuela, donde finalmente encuentra a la niña a través de su PokeCon. Esta IA, llamada Airi, se revela como una aplicación Iru-O que había intentado contactar a Kaito en los últimos 8 años.

Kaito llega antes que Misaki, mientras que los otros ayudan a desviar los misiles que dispara utilizando los señuelos AR, aunque Kaito se ve obligado a usar el Slow-Mo y sacrificar uno de los bunkers de su pila para esquivar el último. Kaito logra acercarse a los Sumeragi de Misaki y usar el Slow-Mo para atacarla con el otro bunker de pila. Sin embargo, esto golpea a Misaki y le permite a Kimijima tomar el control total de ella mientras divide a los Sumeragi en una unidad más móvil. Después de bloquear la secuencia de lanzamiento, a pesar de que Nao y los otros adultos recuperaron la sala de control, Kimijima lanza un ataque a los demás obligándolos a separarse, lo que deja al Super Gunbuild-1 con solo cinco minutos de potencia.