《强袭魔女OVA》的剧情发生在1945年，这是一个充满魔力的世界，但同时也是战乱和灾荒频发的时代。年幼的少女们身上会出现一种谜一般的力量，这种力量随着年岁的增长会渐渐消失。拥有这种力量的少女们不需要手就能移动物体，使之漂浮空中，还可以借由魔力生成领域来保护别人，她们被称为“魔女”。

某日，一种名为“异形”的侵略生物忽然出现，其侵略势头越来越强劲。为了保护人们，魔女们装备上能够增加魔法力的新的魔法扫帚“飞行脚（Striker Unit）”来参加战斗。其中，第501统合战斗航空团，通称“强袭魔女（Strike Witches）”，在多次战斗中表现出色。

在一次重要的作战后，“强袭魔女”部队被解散，魔女们回到各地。然而，各地的异形军仍然活跃，魔女们也在世界的天空中继续驰骋，为了保护各自重要的东西而战。在这段期间，魔女们展现了她们在飞往各地后的活跃姿态，继续与异形军进行战斗，守护这个充满魔力的世界。