"Deca-Dence" spielt in einer postapokalyptischen Welt, in der die Menschheit durch eine mysteriöse Spezies namens Gadoll an den Rand der Auslöschung getrieben wurde. Die Überlebenden leben in einer riesigen, mobilen Festung namens Deca-Dence, die von einer Organisation namens Solid Quake betrieben wird. Die Gesellschaft ist streng hierarchisch strukturiert: Die sogenannten "Tanker" bilden die Arbeiterklasse, die für den Betrieb und die Wartung von Deca-Dence verantwortlich ist, während die "Gear" als Elitekämpfer gegen die Gadoll kämpfen.

Die Protagonistin Natsume ist ein Tanker-Mädchen, das davon träumt, eines Tages als Gear gegen die Gadoll zu kämpfen. Nach dem Verlust ihres Vaters, der ebenfalls ein Gear war, ist sie entschlossen, seinen Traum fortzuführen. Sie trifft auf Kaburagi, einen erfahrenen, aber zynischen Waffenmeister, der ihr Mentor wird. Kaburagi verbirgt jedoch ein Geheimnis: Er ist eigentlich ein Cyborg und Teil eines größeren Systems, das die Welt von Deca-Dence kontrolliert. Diese Welt ist in Wirklichkeit ein gigantisches Spiel, das von einer virtuellen Realität gesteuert wird, in der die Gadoll und die Kämpfe gegen sie nur Simulationen sind, die von einer übergeordneten KI orchestriert werden.

Als Natsume und Kaburagi tiefer in die Geheimnisse von Deca-Dence eintauchen, entdecken sie, dass die Gadoll nicht die eigentlichen Feinde sind, sondern Werkzeuge eines Systems, das die Menschheit in einer kontrollierten Umgebung hält. Kaburagi, der einst ein loyaler Diener des Systems war, beginnt, seine Loyalität infrage zu stellen, während Natsume sich weigert, sich den vorgegebenen Regeln zu unterwerfen. Gemeinsam stellen sie sich gegen die KI und das System, das die Menschheit unterdrückt, und versuchen, die wahre Natur ihrer Welt aufzudecken.

Die Serie verbindet Action, Science-Fiction und philosophische Themen, indem sie die Grenzen zwischen Realität und Simulation, Freiheit und Kontrolle sowie Schicksal und Selbstbestimmung erforscht. Die Charaktere entwickeln sich im Laufe der Handlung, wobei Natsumes Unschuld und Entschlossenheit im Kontrast zu Kaburagis Zynismus und innerem Konflikt stehen. Die Handlung ist geprägt von unerwarteten Wendungen, die die Zuschauer dazu anregen, die Natur der dargestellten Welt und die Motivationen der Charaktere zu hinterfragen."