Full Metal Panic! narra la historia de Sousuke Sagara, un joven sargento perteneciente a Mithril, una organización antiterrorista formada por mercenarios que se encarga de mantener la seguridad mundial y defender la paz.

Para cumplir sus objetivos, Mithril cuenta con la tecnología más avanzada, lo que la convierte en una fuerza imparable en tierra, mar y aire. Pero además de eso, esta organización cuenta con un arma secreta, los Arm Slave o AS, mechas con forma humana cuya tecnología y habilidades los convierten en máquinas adelantadas a su época.

La serie comienza en el momento en que Mithril descubre que Kaname Chidori, una estudiante japonesa, puede ser una “Whispered”, es decir, una persona con conocimientos de tecnología avanzada implantados en su cerebro. Para protegerla de cualquier organización que intente secuestrarla, Mithril envía un escuadrón formado por los sargentos Melissa Mao, Kurz Weber y Sousuke Sagara. Al protagonista de la serie le toca la parte más dura del trabajo, ya que debe entrar en el instituto de Kaname fingiendo ser un estudiante normal y corriente, para así poder protegerla sin que nadie se dé cuenta.
Al principio no parece una misión demasiado complicada, pero conforme va avanzando la serie, la trama se complica, debido en gran parte al enfoque exageradamente militar que tiene Sousuke acerca de todo lo que le rodea, y a que su protegida resulta ser mucho menos inofensiva de lo que parecía en un principio…  

Full Metal Panic! se compone de 3 temporadas, en las que la trama cambia por momentos, teniendo temporadas llenas de humor y otras repletas de acción y drama. La primera temporada fue producida por el estudio GONZO, y las demás están a cargo de Kyoto Animation.

3ª Temporada: Full Metal Panic The Second Raid
Aquí vuelven a tomar protagonismo los Arm Slave, y vuelve la trama seria y violenta que caracterizó a la primera temporada, dejando el humor como algo secundario.
En esta ocasión, los problemas no se encuentran sólo en el campo de batalla, sino también en el interior de Sousuke, ya que cada vez le cuesta más combinar su vida como militar con su vida como civil, provocandon graves consecuencias.