Seratus tahun setelah bencana pergeseran lempeng tektonik yang menyebabkan sebagian besar wilayahnya tenggelam, Jepang kini berkembang sebagai negara maritim. Kota-kota yang berfungsi dengan baik berjajar di pesisir Jepang, dan jalur laut yang berkembang dengan baik dipertahankan oleh kapal angkatan laut khusus. Industri kelautan berkembang pesat, dan gadis-gadis muda sangat ingin bergabung dengan Blue Mermaids—wanita berketerampilan tinggi yang mengabdikan hidup mereka untuk melindungi laut.
Setelah beberapa waktu berpisah, teman masa kecil Akeno Misaki dan Moeka China bertemu kembali di SMA Kelautan Putri Yokosuka. Di sini mereka bergabung dengan orang lain yang berbagi impian mereka menjadi Putri Duyung Biru. Segera, latihan dimulai, dengan Akeno dan Moeka ditugaskan untuk bertanggung jawab atas kapal dan awak mereka sendiri. Semuanya berjalan lancar bagi Akeno saat dia menyesuaikan diri dengan perannya sebagai kapten dan membangun persahabatan antara sesama anggota kru di Harekaze, sebuah kapal perusak. Namun, kegagalan mesin dan navigasi yang tidak terduga segera membuat kapal mereka terdampar dan awaknya dalam bahaya.
Armada Sekolah Menengah mengikuti kru Harekaze yang gagah berani saat mereka menavigasi perairan berbahaya dan rintangan lain dalam upaya mereka untuk menjadi Putri Duyung Biru yang matang.
