在第二次世界大战的硝烟尚未散尽的太平洋深处，时间仿佛凝固在1944年的深秋。本剧《钢铁少女：决战》以虚构的“钢铁少女”概念为核心，描绘了一群拥有自我意识与钢铁之躯的拟人化战舰少女，在人类舰队指挥部的最后防线中，为了守护人类文明的火种而发起的悲壮决战。
故事始于“新伊甸”要塞的警报声。这座由人类与钢铁少女共同建立的最后堡垒，正面临“深渊”舰队——一群被古老诅咒侵蚀、失去理智的超级战列舰群的围攻。主角是代号“铁锤”的年轻战列舰少女，她性格刚毅，背负着旧时代战列舰的荣耀与沉重。在指挥官的授意下，她率领着由轻巡洋舰“风语者”、驱逐舰“流星”以及航空母舰“苍穹”组成的临时编队，奉命执行一项自杀式的突围任务：穿越被敌人封锁的“死亡海峡”，将能够重启“方舟计划”的核心密钥送往大洋彼岸的隐秘基地。
旅程伊始，海面便是一片死寂的灰暗。深渊舰队如同黑色的潮水，悄无声息地包围了编队。战斗在黎明前的黑暗中爆发，巨大的炮火撕裂了夜空，钢铁少女们的装甲在密集的炮击下火花四溅。铁锤作为旗舰，率先冲入敌阵，她的舰炮轰鸣声如同战神的怒吼，每一次齐射都伴随着敌人的残骸坠落。然而，敌人数量太多，且拥有能够干扰少女们自我意识的精神污染。风语者为了保护铁锤，独自冲向敌群的雷区，最终在爆炸中化作绚烂的烟火，她的牺牲让铁锤的意志在痛苦中更加坚定。
随着深入“死亡海峡”，环境愈发恶劣。海面上漂浮着无数破碎的舰体残骸，那是曾经辉煌的舰队留下的墓碑。苍穹号的少女在试图投送舰载机时，被深渊舰队的电子战干扰，失去了对飞机的控制权，导致攻击计划被迫中止。在绝望的关头，铁锤做出了一个疯狂的决定：她决定解除自身的“安全锁”，将所有的能量核心过载，化作一把巨大的能量长矛，强行突破敌人的精神防线。这一举动意味着她极有可能在战斗中彻底崩解，失去自我意识。
决战的高潮在“断崖之海”上演。深渊舰队的旗舰，一座高达千米的移动要塞，试图将铁锤吞噬。铁锤在千钧一发之际，与赶来的幸存战友联手，利用风语者留下的最后一点能量信号，引导苍穹号进行了一次完美的饱和式空袭。在漫天火光与钢铁撞击的轰鸣声中，铁锤冲入要塞的核心，与敌人同归于尽。她的身体在爆炸中逐渐分解，化作了无数闪烁着微光的钢铁碎片，如同星河般洒向海面。
当硝烟散去，阳光穿透厚重的云层，洒在平静的海面上。方舟计划的核心密钥终于安全送达，人类文明的希望得以延续。在基地的废墟之上，幸存的少女们静静地伫立，她们的眼中含泪，却目光坚毅。铁锤虽然消失了，但她的精神已经融入了这片海域的波涛之中，成为了守护这片土地永恒的传说。这部电影以宏大的战争场面与细腻的情感刻画，诠释了勇气、牺牲与希望的真谛，在钢铁与鲜血的交织中，谱写了一曲属于少女们的悲壮史诗。
