猛毒寄于全身的少女·卡尔迪娅，被人们视为怪物并让人害怕，过着一人闭关在宅邸的生活。一天晚上，眼看就要被英国军逮捕的时候，被自称“盗贼绅士”的亚森·罗宾“盗”出去了。被他带往的地方是机器钢铁城市伦敦。她遇到了与罗宾一同行动的因倍和弗兰等人。然后，虽然问起了自己被带走的原因，然而那与卷进伦敦的大阴谋有关。

罗宾他们在伦敦的隐藏之处，在名为圣的贵族的宅邸中。卡尔迪娅见到了圣，并听到了似乎有什么隐情的话语。在弗兰的分析下，明确了卡尔迪娅身体的毒素的根源，在于埋藏在胸口的时钟。罗宾带着卡尔迪娅等人来到伦敦的繁华街，但在那里突然受到了名为“黄昏”的组织的袭击。好不容易逃出来后，前方却有个架着两把霰弹枪的男人傲然站立着。

最近，紧盯着吸血鬼的宝物的“月下怪盗”在伦敦出没。在与吸血鬼相关的事件中，范似乎有什么想法。罗宾为了捕获菲尼斯向同伴们提出了大胆的作战。那便是在他乘坐的列车掠夺。卡尔迪娅也要参加作战，并受罗宾他们，各自擅长方面的特训。然后为验收其特训的结果，便去捕获被悬赏的“月下怪盗”。

罗宾他们，将于列车捕获菲尼斯的计划付诸行动。变装后的罗宾和卡尔迪娅乘上列车，计划似乎在顺利地进行着。但是，罗宾面前却出现了一个男人的身影。他的名字是海尔洛克·夏尔摩斯。受维多利亚的委托，是个作为菲尼斯的护卫的私家侦探。罗宾因难对付的对手而陷入绝境。为了推进计划，先让卡尔迪娅独自前去。受范的协助，卡尔迪娅躲开了黄昏兵的攻击。到底计划最终能够完成吗？

通过菲尼斯之手，罗宾他们被视为列车爆炸事件的通缉犯。因此，追踪艾扎克的线索的罗宾等人在伦敦变得寸步难行。弗兰一直闷在研究室中，而卡尔迪娅担心他的身体。一天晚上，弗兰没有告诉周围的人就走出房子。但是，被卡尔迪娅发现，并问其本意。弗兰前往白金汉宫，打算与女王维多利亚交涉，撤回通缉令。

黑手党组织的飞行船比赛开幕了。得知优胜奖品是“艾扎克的遗稿”的罗宾他们，考虑到若得到的话就能取得他的线索，并决定参加。因倍将罗宾提供的飞行船改造为竞赛用。但是，改造直到比赛当天还没结束，罗宾等人在不安之中，勉强地赶上了比赛的开始时间。名为尼莫的样子奇怪的科学家也来参加比赛。终于比赛开始，因倍他们的飞行船幸好能成功启动，然而……

来到艾扎克的研究所的卡尔迪娅，被告知了关于自己出生的事实。苦恼的她离开了罗宾的身边，为了确认自己的来历，决定回到以前的家。在回威尔士的路上，她回想起了曾经在村里发生的事。被村民们视为怪物并被驱赶，在逃窜时，来到了一个居民的家里。而那里有位名为伊莱恩的女性。她并不怕卡尔迪娅，而是带她进家里，并为她护理伤势。

范等人在伦敦寻找着卡尔迪娅。就在那时，市内突然发生了爆炸。艾扎克的恐怖袭击开始了。而英国军也发起了政变，维多利亚陷入了窘境。回到伦敦的罗宾和卡尔迪娅，与范等人汇合。再会的喜悦一瞬即逝，由于被英国军请求协助，他们要前去营救维多利亚。另一方面，在采取其他行动的圣的面前，一身铠甲的女性出现了。

伦敦因政变，被菲尼斯占据了。而且他正在实行“Code:Realize”计划。另一方面，此时在卡尔迪娅的面前出现的圣自称“伊蒂亚的使徒”。然后，作为其使命，劝说成为发动“Code:Realize”的关键的卡尔迪娅亲自断送生命，并离开了现场。另外，范来探访负伤的罗宾。范烦恼地说着卡尔迪娅会不会很痛苦。

英国军向黄昏的根据地圣保罗大教堂进军。把他们作为佯攻部队，罗宾等人成功潜入教堂内。但是曾经为范的上司的阿雷斯特却在那里等待着他们。范面对熟知自身战斗的对手而陷于苦战之中。圣殿后，罗宾等人赶忙向前冲。终于来到中心部分，而在那里却有个巨大的天球仪，还有菲尼斯的身影。范为了引出情报而逼近菲尼斯，然而……

卡尔迪娅被鹦鹉螺号捕捉。罗宾虽然担心着她的身体，但在巨大的要塞面前却束手无策。罗宾决定只身潜入，但被范看穿，并被阻止了。不过通过交流，罗宾和范刷新了去营救卡尔迪娅的想法。弗兰对两人提出了为了拯救卡尔迪娅和世界的方法。在圣、伊蒂亚和英国军的协助下——罗宾他们向鹦鹉螺号挑战。

卡尔迪娅被放进了天球仪中，在里面，看到了父亲艾扎克的记忆。以他在那里沉迷于疯狂的计划为契机，发生了悲剧的意外事件。眼看要被艾扎克的野心吞没的卡尔迪娅，被再次赶到的罗宾救出。罗宾与艾扎克对峙。但是“Code:Realize”已经完成了，艾扎克宣言道自己是统治世界的神。

鹦鹉螺号引发灾难已经过去一个月。机器钢铁城市伦敦的复兴仪式在白金汉宫举行。罗宾他们决定庆祝卡尔迪娅的梦想实现，而罗宾马上到城里买礼物。在那里他从一个裹着头巾的可疑男人那里收到了一个宝石，但罗宾也因此被苏格兰警察给逮捕。为了救出入狱的罗宾，范等人开始了行动，然而夏尔摩斯也出现了，事态迎来了意想不到的展开……