故事发生在一个架空的世界之中，这里被分为五个部分，人类所居住的地球、诸神的红色世界、理性与科学统治的白色世界、充满了魔法的黑色世界以及崇尚武力和战争的绿色世界。长久以来，五个世界相互制约抗衡，形成了微妙的平衡，然而一场意外的发生让这五个世界都将面临着同一个结局——毁灭。
　　为了避免这恐怖的未来图景成为现实，拥有“Excceed能力”的少女们挺身而出，她们被送往名为青兰学院的学校之中，在这里接受训练和保护。率真耿直的彩城天音（田村由加莉 配音）、沉默寡言的苍月纱夜（寿美菜子 配音）、优雅高贵的阿尔玛利亚（原由实 配音），在校园里，这些命运相似的少女们相遇了。

　　在一场阴谋中，高中生星村真姬娜（秋山奈奈 配音）及其全家被名为“七星”的神秘组织全数杀害。之后，和尚田神景世（藤原启治 配音）利用属大元帅系真元密宗的光言宗的神秘法术将真姬娜复活使其成为“尸姬”——一种死前怨念极深，复活后拥有异于常人的强大行动力的活死人。尸姬通常为女性，按照契约中所述，她们要跟同类“尸”战斗，当斩杀满108个敌人后，即可获得通往极乐世界的资格。
　　不久之后，田神景世战死，他与真姬娜的契约转换到了其养子花神旺里（羽染达也 配音）手中。在同伴的帮助下，真姬娜开始追查杀害父母的真凶的下落，而邪恶的“七星”也为了某些秘密的目的而开始蠢蠢欲动。

大约100年前。为了寻求在母星中枯竭的生命能量”阿比特“的机械生命体从异次元来访。它们为了穿梭次元，将姿态收缩到手臂模样，降落在”阿比特“丰富的地球上，通过寄生在其他生物上而得以在地球上生活，并与一部分人类秘密接触，开始寻找”阿比特“。人们将那个模样的它们称为“机械臂”。时间来到现代。某个封印着“机械臂”的立方体从大企业“镜集团”的研究设施中遗失了。偶然发现那个的普通中学生·光解开了立方体的封印。从那里出现的是沉眠了100年的“机械臂”阿尔玛。阿尔玛想要寄生在光的身上……光和阿尔玛的奇妙共同生活就这样意外开始了。

胜改藏（樱井孝宏 配音）曾经是人人羡慕的天才少年，然而，一场意外让他变为了神神叨叨的呆瓜，某日，就读于县立虎马高中的改藏被一尊人体模型砸晕，醒来时发现自己正被一群科学部的同学们团团围住，敏感的他坚信自己已经成为了改造人，于是决定加入科学部，为了保卫世界而和平而展开战斗。 名取羽美（喜多村英梨 配音）是造成改藏现状的罪魁祸首，然而，羽美对于自己的所作所为毫不在意。

　　女高中生河本加奈和她的朋友pez、圣、阿满过着平常又有趣的日子，直到骑着机车的宇宙警察晴子闯入她们的生活。与此同时，这个世界正在遭遇外星人的侵略……

还记得超级可爱的天竺鼠车车么？5月31日新系列官宣啦！将在今年秋季开播！该动画此前播出平台为YouTube，新系列将在电视台播出。

电视动画片《异世界四重奏3》是《异世界四重奏》系列电视动画的第3期。

　　第1巻：メイドロボ「イルファ」のロケテストが向坂家で行われることに。 最新カメラを構え、願望叶って臨戦体勢の雄二。 しかし、そこには巨大な“越えられない壁”が…！？
　　第2巻：貴明はクラスメートや環、このみたちと、海水浴へ行くことに。愛佳から一緒に行こうと誘われた妹・郁乃は、「姉貴の保護者」を宣言して参加する。愛佳の夏の日の恋とドタバタの行方は？
　　第3巻：翌日に控える学園祭、生徒会長ささらの準備のおかげで無事開催されるはずが、前会長まーりゃんの陰謀によってどんどん崩れていく。果たしてまーりゃんの計画とは？　ささらと貴明はそれを喰い止めることができるのか？