《苍蓝钢铁的琶音剧场版》讲述士官候补生千早群像和同伴们偶然登上了旧时大日本帝国海军的潜水艇“伊401”后发生的故事。男主角千早群像担任“伊401”的临时舰长，女主角伊欧娜则是“伊401”的拟人化形态。

在平行世界的日本，铁道国有化根深蒂固。就读于桐生铁道高中的高山直人（福山润 配音）梦想进入国铁担任火车司机，从此过上安安稳稳的生活。为此他进入学生铁道OJT参加培训，并在此结识了性格过激的暴力女樱井葵（沼仓爱美 配音）和头脑简单四肢发达的岩泉翔（日野聪 配音）等人。好不容易通过了OJT的测试，结果直人他们却被分配到了东京中央铁…

　　在一个晴朗明媚的日子里，自称废柴的学生君逆回十六夜（浅沼晋太郎 配音）、温柔善良爱护小动物的春日部耀（中岛爱 配音）以及高傲自大的大小姐久远飞鸟（布里德卡特•塞拉•惠美 配音）各自收到一封邀请函，信中说道：“告知烦恼众多、拥有异能的少男少女，如果期望一试自己的才能，那么就抛弃世上的一切，到我等的‘箱庭’来”。原来他们…

问题儿童逆回十六夜（浅沼晋太郎 配音）、春日部耀（中岛爱 配音）以及大小姐久远飞鸟（布里德卡特·塞拉·惠美 配音）在旅行途中，偶然从一群持刀暴徒手中救下了众神之脉共同体的少彦名神的眷属日弓。日弓奉白夜叉（新井里美 配音）之命前来迎接他们，并引领十六夜、黑兔（水桥香织 配音）、蕾蒂西亚·德克雷亚（巽悠衣子 配音）等人参加由爱恶…

不死者之魔王雷欧尼斯为了日后将会迎来的决战而将自身的灵魂封印了。

元ズーラーノーン12高弟の1人、そして元漆黒聖典第九席次クレマンティーヌ。 己の腕に絶対的な自信を持っていた彼女も、訳あって、あるマジックキャスターから身を隠すため、逃亡生活を送っていた。そのころ、ナザリックではアインズの命令で武技に関する情報収集を開始する・・・。

　　濑川祐太（羽多野渉 配音）自幼失去父母，由姐姐祐理（大原沙耶香 配音）一手抚养长大，因此，祐太和姐姐有着异常深厚的感情。令祐太没有想到的是，姐姐居然嫁给了一个有着两个女儿的年长男人小鸟游信吾（飞田展男 配音）并且为他生下了第三个女儿。　　明知无法一生都和姐姐在一起，但祐太却仍然抑制不住内心的沮丧，虽然逐渐减少了和姐姐…