Mesmo após Takaya Noriko juntamente com sua "Onee-sama", Amano Kazumi, ao lado de Gunbuster, tenham impedido a invasão dos monstros espaciais no Sistema Solar, os monstros espaciais ainda almejam a aniquilação da humanidade. Assim após 12 mil anos, há aqueles que usam Buster Machines contra os monstros espaciais, e eles são conhecidos como "Topless".

Nono é uma garota "comum" que deseja se tornar uma piloto espacial e em um encontro com Lal'C, uma Topless, seu sonho pode ser tornar realidade. Nono tem como lema: "Trabalho árduo e dedicação", mas será que isso é o suficiente para que ela possa enfrentrar os desafios que ela terá a sua frente?

Em Top wo Nerea 2! a seiyuu de Nono é Fukui Yukari que também emprestou sua voz para Nia Teppelin em Tengen Toppa Gurren Lagann, Sarah Adiemus em School Rumble, Marikawa Shizuka em Highschool of the Dead; a seiyuu de Lal'C Melk Mark é da talentosa Sakamoto Maaya que também interpretou... ah... tenho como obrigação começar logo pela enigmática Ryougi Shiki em Kara no Kyoukai, Kanzaki Hitomi em Escaflowne, Fujioka Harushi em Ouran High School Host Club, Mari Makinami Illustrious em Evangelion: 2.0 You Can (Not) Advance, Morte Asherah em World Destruction; e por fim a seiyuu de Tycho Science é Sawashiro Miyuki que dublou Isone Kotoha em Yozakura Quartet, Shibasaki Asako em Toshokan Sensou, Shinkurou Kurenai (sim, isso mesmo, ela faz a voz de um personagem masculino, o que não é tão estranho, isso é bem comum em animes) em Ku-renai, Yano Ayane em Kimi ni Todoke, Aoba Tsugumi em Kannagi, Busujima Saeko em Highschool of the Dead, Kanbaru Suruga em Bakemonogatari, Takanashi Yomi em Black Rock Shooter,...).