Nội dung trong bộ anime Cô Nàng Bất Bại là câu chuyện được lấy bối cảnh vào những năm 1991, vào thời điểm này xuất hiện một trò chơi điện tử arcade được coi là cơn sốt mới nhất tại Nhật Bản, khi đó rất nhiều game thủ quan tâm đến game này. Tuy nhiên để có thể trở thành một game thủ chuyên nghiệp là một giấc mơ xa vời trong một ngành công nghiệp vẫn chưa có sức ảnh hưởng lan tỏa. Và đó cũng chính là con đường mà cậu học sinh lớp sáu Haruo Yaguchi muốn theo đuổi, cậu bé này có niềm đam mê với những trò chơi điện tử. Năng khiếu về trò chơi điện tử đã khiến anh ta được tôn trọng trong các trò chơi điện tử địa phương và ban cho anh ta sự tự tin và tự hào, cả hai đều tan vỡ khi người bạn cùng lớp Akira Oono dễ dàng đánh bại anh ta trong Street Fighter 2, cũng từ đó mà anh ta bắt đầu cảm thấy mình thực sự kém cỏi vì thua không có cửa bật với chính một cô gái.
Bản thân nàng Akira xuất thân từ một gia đình giàu có, không những thế cô gái này còn xinh đẹp và thông minh gần giống với một cô gái hoàn hảo, tất cả những cái đẹp nhất đều hội tụ trên người cô. Nhưng Haruo chưa bao giờ quan tâm đến những điều này, mặc dù với tư cách là một người có nhiều khuyết điểm, nhưng trong tâm trí anh, vị thế tối cao của anh trong trò chơi điện tử là không thể bàn cãi. Vì vậy, bây giờ đã xuất hiện một người có thể sánh ngang với anh ta, một phần của Haruo không thể không ghét cô ấy. Tuy nhiên, một phần khác, người có thể cạnh tranh với anh ta một cách bình đẳng, và Akira có nhiều khả năng hơn. Và cũng kể từ đó mà những câu chuyện hài hước xoay quanh cặp đôi trẻ này bắt đầu.