在现代日本生活的“本须丽乃”，在决定就职于自己所心愿的图书馆的那天去世了。想去读更多的书，抱着这样的念想的她，意识到的时候，已经拥有了异世界幼女清醒的身体并恢复了意识。故事的舞台是由拥有魔法力量的贵族们所统治的中世纪异世界的都市，在严格的身份制度中，拥有现代日本知识的少女麦茵，为了得到书而奋斗。

丹童子有马（寺岛拓笃 配音）是一名高中二年级的学生，看似沉默寡言严肃内向的他，其实有着一段不堪回首的过去。为了避免再伤害周围的人，有马选择了形单影只的孤独生活。某日，一位名叫蓝羽琉璃（中岛爱 配音）的少女带着执事镜诚（入野自由 配音）出现在了有马的面前，提出了希望利用有马身上“恶石”的力量。

故事发生在遥远的某银河系中，一颗名叫阿斯达穆的行星之上。穆尼斯城因为天空中漂浮着月亮而被称为“月亮之眼”，有朝一日能够登上月球，是所有穆尼斯人心中的梦想。在这里，一种被称为“Big Foot”的机械人十分流行，它可以被用作各个途径，年轻人们则更喜欢将它们运用到一种名为“BFB”的运动竞技比赛之中。　　丹（下野紘 配音）是生活在罗林镇的平凡青年，和大部分人不同，丹对机械人的存在充满了厌恶，因为丹的妹妹可可（花泽香菜 配音）正是因为机械人而失去了双腿。一次偶然中，丹偶遇了一位名叫米兰达（伊藤静 配音）的少女，米兰达带领丹驾驶着Big Foot，在其中，丹找回了久违的快乐，并且对BFB运动产生了浓厚的兴趣。

随同去年9月底《超时空要塞F》最终回放送结束之际，TV动画片尾便登布了剧场版制作的消息，广大死忠为之虎躯一震，翘首以待。在2009年1月发售的Macross系列作品的综合杂志《Macross Ace》Vol.001当中，些许剧场版情报流出，其中在河森正治总监督＆菅野洋子特别会谈中，两位业内人士对将在2009年上映的《超时空要塞MF》剧场版进行了将近3小时的对话，从中我们得知了剧场版将计划让库兰往爱情方面发展，补足TV中的遗憾，原本在TV中河森神棍的许多建议未被采纳的建议今回将在剧场版中表现出来，而剧中也许会对TV系列进行回顾，引用河森的说法便是为了能让初次接触MF的人对该作有个大概的了解，所以在角色的立场上会有所变动，而至于库兰是否顶替双歌姬的位置菅野洋子回答有机会的话会尝试。在忙碌于剧场版制作将近半年的时间内，6月份发售的《Macross Ace》Vol.002终于闪亮登场，同时还带来了两则关于剧场版的消息。其一为剧场版《超时空要塞F》将于11月21日正式上映，加入了冬季剧场放映档期。其二为剧场版《超时空要塞F》标题正式定为“虚空歌姫”，而杂志图中绿坝娘兰华李惊现真实二字，腹黑状态的雪露女王只搭配了嘘字，难不成在剧场版中将要揭示绿坝娘才是阿尔特的最终翅膀么！？那么之前《Macross Ace》Vol.001中透露的库兰为主角又是怎么回事！？河森神棍你必须给我们一个交代啊！河森你有什么不开心的事？说出来让大家开心一下，请不要黑雪露好吗？

浑沌支配了大陆──人民畏惧著各种灾害。君王们手持著平息浑沌的〈圣印〉守护百姓。然而随著岁月流逝，君王们逐渐忘却了“守护苍生”的理念，为了争夺彼此的圣印和领地，掀起了一波又一波的战争……魔法师希露卡唾弃毫无风骨的各地君王，而浪迹天涯的骑士提欧则是为了解放受苛政所苦的家乡修练武艺。