《钢铁新娘》中，小林三平（喜多村英梨 配音）年少时曾与一名少女许下浪漫约定。十年转瞬即逝，两人如今早已身处异地，但小林始终没有忘记那段珍贵的回忆，也一直盼望着再次收到少女的消息。某天早晨，他醒来后意外发现身旁出现了一个红衣绿发的机器人。名为可美克（斋藤千和 配音）的她特意前来寻找小林，目的竟是要和他结婚。就这样，小林在一头雾水之中开始了与可美克的同居生活。与此同时，陪伴在他身边的还有青梅竹马牧原泉（高桥美佳子 配音）、神秘难懂的电波少女早川美咲（钉宫理惠 配音），以及负责调查的搜查官黑崎凉子（白石凉子 配音）。
