少年・仲人は偶然にも綾小路博士の研究室に迷い込み、博士が研究していた鋼鉄天使くるみを誤って起動させてしまう。くるみは仲人だけを主人と認め、彼に絶対服従する。軍はくるみを回収するため、次々と別の鋼鉄天使サキとカリンカを送り込むが、ことごとく失敗に終わる。実はこの事件の裏には組織が暗躍しており、博士も彼らに拉致されていた。真相を探るため、仲人とくるみたちは博士の秘密研究所へ向かう。道中、かつて襲いかかってきた鋼鉄天使サキとカリンカは、やがて良き友、そして姉妹となっていく。 　　最後になって明らかになるのは、くるみが単なる鋼鉄天使ではないということ。彼女は天使と悪魔、両方の力を併せ持っていたのだ。仲人の愛に触れることで、くるみは悪の根源を払い落とし、ついに地球を守る鋼鉄天使となった。