Situado en un futuro en el que la tierra después de haber sido marcada por guerras de larga duración, se ha asentado en un ciclo tranquilo de declive. Sorami Kanata de 15 años de edad cumple su sueño de alistarse en el ejército y se une a una unidad de cinco niñas que protegen una fortaleza que se alza sobre un pequeño pueblo. Las chicas también tocan la música que resuena en los cielos de las ciudades sin habitantes y los mares sin peces.
Se informa que este animé utiliza la ciudad española de Cuenca y sus inmediaciones la fortaleza de Alarcón como un modelo para el setting la historia.
Sora no Oto es un proyecto de mezcla multimedia y la primera producción en Aniplex y TV Tokio del proyecto Anime no Chikara project.