La historia de To Aru Hikushi e no Tsuioku gira en torno a Charles Karino, un mercenario piloto, del Imperio Revaamu, que tripula el hidroavión de doble plaza de reconocimiento Santa Cruz. Un día, él recibe una absurda asignación: volar en solitario más de 12.000 km en aguas enemigas para proteger a una niña llamada Fana del Moral. Fana es la siguiente en la línea de sucesión del trono del imperio y es una niña que posee una belleza equivalente a 5.000 rayos de luz.