Ludzie uciekli z Ziemi przed obcymi zwanymi Gauna, którzy zniszczyli ich planetę i ruszyli w pogoń za niedobitkami gatunku ludzkiego. Przeżyć udało się nielicznym uciekinierom na statku o nazwie Sidonia, który musiał im służyć wiekami jako forteca. Sidonia no Kishi opowiada o losach chłopaka wychowywanego przez dziadka na dolnych, opuszczonych pokładach statku, będącym jedną z ostatnich nadziei ludzkości. Pewnego dnia w poszukiwaniu jedzenia młodzieniec wybiera się na jeden z górnych pokładów, zostaje zauważony, gdy kradnie ryż i podczas ucieczki przez nieostrożność zostaje złapany. Po tym incydencie zostaje wśród ludzi w świecie, którego do końca nie zna, ale mimo to zaprzyjaźnia się z nimi i postanawia, że będą razem bronić statku i ludzi, których pokochał.
