"Burst Angel" spielt in einer nahen Zukunft, in der Japan von zunehmender Kriminalität und sozialer Instabilität geprägt ist. Die Regierung hat zur Bekämpfung dieser Probleme spezielle Sicherheitszonen eingerichtet, in denen Waffenbesitz erlaubt ist. In dieser dystopischen Welt arbeitet der junge Koch Kyohei Tachibana, der sich nach einem normalen Leben sehnt, als Teilzeitkoch in einem kleinen Restaurant. Sein Leben ändert sich jedoch drastisch, als er versehentlich in die Aktivitäten einer Gruppe von Söldnerinnen verwickelt wird, die sich selbst "Burst Angel" nennen.

Die Gruppe besteht aus vier Frauen: Jo, die Anführerin und erfahrene Kämpferin; Meg, eine ruhige und präzise Scharfschützin; Amy, die technisch versierte Hackerin und Mechanikerin; und Sei, eine mysteriöse und stille Frau mit übernatürlichen Fähigkeiten. Zusammen operieren sie von einem riesigen, hochmodernen Kampfroboter namens "Jango" aus, den sie für ihre Missionen einsetzen. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, gefährliche Aufträge anzunehmen, die oft mit der Bekämpfung von Verbrechern oder der Rettung von Geiseln verbunden sind.

Im Laufe der Serie entwickelt sich eine enge Beziehung zwischen Kyohei und den Mitgliedern von Burst Angel, insbesondere zu Jo, die ihn oft in ihre gefährlichen Missionen einbezieht. Obwohl Kyohei anfangs widerwillig ist, wird er zunehmend in die Gruppe integriert und übernimmt die Rolle des Kochs und gelegentlichen Unterstützers. Die Handlung wird durch eine Reihe von episodischen Missionen vorangetrieben, die jedoch durch eine übergeordnete Handlung miteinander verbunden sind. Diese umfasst die Hintergründe der Charaktere, insbesondere die mysteriöse Vergangenheit von Jo und Sei, sowie die Bedrohung durch eine mächtige Organisation, die die Kontrolle über die Sicherheitszonen anstrebt.

Die Serie verbindet Action, Science-Fiction und Elemente des Cyberpunk-Genres, wobei die Charakterentwicklung und die Beziehungen zwischen den Protagonisten im Mittelpunkt stehen. Die Handlung bleibt dabei stets fokussiert auf die Herausforderungen, denen sich die Gruppe gegenübersteht, sowie auf die moralischen Dilemmata, die sich aus ihrer Arbeit als Söldnerinnen ergeben.