Truyện xoay quanh hành trình tiêu diệt cái ác, bảo vệ Trái Đất, hệ Mặt Trời, thiên hà, và cả vũ trụ của nhóm chiến binh thủy thủ thái dương hệ.

Bối cảnh chính của truyện là ở thành phố Tokyo, Nhật Bản thời hiện đại với nhân vật chính là Usagi Tsukino - một cô bé hậu đậu, học kém, làm việc gì cũng không nên thân, hay đi học muộn đã thế lại còn thường hay khóc nhè. Sau cuộc gặp gỡ định mệnh với mèo Luna, Usagi trở thành Thủy thủ Mặt Trăng - chiến binh chính nghĩa tiêu diệt Thế Lực Bóng Đêm. Qua các cuộc chiến, cô gặp gỡ và kết bạn với các chiến binh khác là Thủy Thủ Sao Thủy (Sailor Mercury), Thủy Thủ Sao Hỏa (Sailor Mars), Thủy Thủ Sao Mộc (Sailor Jupiter), Thủy Thủ Sao Kim (Sailor Venus) và Tuxedo Mặt Nạ (Tuxedo Mask). Cả nhóm cũng khám phá ra thân thế thật sự của mình sau khi đồng hành chiến đấu cùng nhau.

Arc 1: Vương quốc Bóng Đêm (Dark Kingdom)

Trong Arc đầu tiên, cả nhóm chống lại Vương quốc bóng tối (Dark Kingdom). Đứng đầu bởi nữ hoàng Beryl cùng một nhóm quân sư hộ vệ là Shinteno – tìm kiếm Pha lê Bạc để giải thoát cho một kẻ bị giam cầm, một thực thể xấu xa gọi là hoàng hậu Metaria. Usagi và đồng đội của mình phát hiện ra rằng kiếp trước họ là những cư dân của vương quốc Mặt Trăng cổ xưa có tên gọi là Vương quốc Thiên niên Kỷ Bạc. Vương quốc Bóng tối phát động chiến tranh dẫn đến sự hủy diệt của Vương quốc Mặt Trăng, khiến nữ hoàng Serenity phải gửi con gái mình là công chúa Serenity, những Thủy thủ Bảo hộ, những người hướng dẫn là Luna và Artemis, và tình yêu đích thực của Công chúa là Hoàng tử Endymion đến tương lai để được đầu thai thông qua sức mạnh của Pha lê Bạc. Cả nhóm sau đó phát hiện ra Usagi là hiện thân của Công chúa Serenity và Mamoru chính là Hoàng tử Endymion, Minako (Thủy thủ Sao Kim) lúc này thừa nhận ban đầu cô đã nói dối mình chính là công chúa Serenity để bảo vệ công chúa thật là Usagi còn thân phận thực sự của Minako là thủ lĩnh của các Chiến binh Thủy thủ Thái Dương Hệ (Inner Senshi). Nhóm chiến binh Thủy thủ sau đó giết chết nhóm Shinteno, những người từng là hộ vệ của hoàng tử Endymion và phản bội trong kiếp trước của mình. Trong trận đấu cuối cùng với Vương quốc Bóng tối, Thủy thủ Mặt Trăng (Usagi) tiêu diệt nữ hoàng Beryl, đồng thời cùng những Chiến binh Thủy thủ khác hy sinh mạng sống nhằm giết chết nữ hoàng Metaria. Bằng sức mạnh của Pha lê bạc, Usagi thành công trong việc tiêu diệt nữ hoàng Metaria và hồi sinh các bạn của mình.

Arc 2: Mặt Trăng Đen (Black Moon)

Ở Arc thứ hai, Chibiusa - con gái trong tương lai của Usagi và Mamoru đến từ thế kỷ 30 để tìm Pha lê Bạc. Các Chiến binh Thủy thủ Sao Hỏa, Sao Thủy, Sao Mộc lần lượt bị tấn công và bị bắt đi bởi một nhóm gọi là Mặt Trăng Đen, riêng Thủy thủ Sao Kim thì được Thủy thủ Mặt Trăng cứu kịp thời nên đã không bị bắt. Chibiusa sau đó đã nói ra thân phận của mình và đưa Thủy thủ Mặt Trăng, Thủy thủ Sao Kim và Tuxedo Mặt nạ tới Vương quốc Thiên niên Kỷ Bạc ở tương lai để cứu giúp khỏi sự tấn công của nhóm Mặt Trăng Đen, nơi mà cha mẹ cô bé là Nữ hoàng Neo Serenity và vua Endymion trị vì. Trong cuộc hành trình họ gặp Thủy thủ Sao Diêm Vương, người canh gác cánh cổng không - thời gian, cô là người đã làm ngưng lại sự liên tục của không gian - thời gian để ngăn chặn hoàng tử Demand của nhóm Mặt Trăng Đen phá hủy Vương quốc, do đó dẫn đến cái chết của bản thân. Chibiusa sau đó thức tỉnh sức mạnh Bảo hộ - Thủy thủ Mặt trăng Chibi và giúp Usagi giết chết thực thể thực sự của Wiseman (là cố vấn của nhóm Mặt Trăng Đen) - Death Phantom.

Arc 3: Ngôi sao Tử Thần (Death Busters)

Arc thứ ba xoay quanh một nhóm sinh vật gọi là Ngôi sao Tử thần, được tạo ra bởi giáo sư Soichi Tomoe, người đã tìm cách chuyển dịch thực thể của Pharaoh 90 tới Trái Đất để nhập lại thành một. Hotaru là con gái của Tomoe bị chiếm giữ linh hồn bởi Mistress 9, kẻ mở cánh cổng xuyên không - thời gian để Pharaoh 90 du hành. Tay đua Haruka Tenoh và nghệ sĩ vĩ cầm Michiru Kaioh xuất hiện với vai trò Thủy thủ Sao Thiên Vương và Thủy thủ Sao Hải Vương - những người canh gác Hệ Mặt trời khỏi những mối nguy hại từ bên ngoài. Học sinh vật lý Setsuna Meioh - hiện thân tái sinh của Thủy thủ Sao Diêm Vương, sau đó cũng gia nhập vào nhóm - được gọi là Outer Senshi (nhóm Chiến binh ngoài Thái Dương Hệ). Sau khi cùng Chibiusa và Tuxedo Mặt nạ kết hợp sức mạnh để phá vỡ phép thuật của Cyprine và Pitol đang tác dụng lên các Thủy thủ, khiến họ chiến đấu chống lại nhau, Usagi đã nhận được Chén thánh. Sau khi tỉnh lại, các Thủy thủ đã cùng nhau truyền sức mạnh vào Chén Thánh, nhờ đó Usagi có thể biến thân thành Siêu Thủy thủ Mặt Trăng, họ dự định sử dụng sức mạnh của Chén thánh và Pha lê bạc để tiêu diệt Pharaoh 90. Điều này khiến Hotaru thức tỉnh sức mạnh Thủy thủ Sao Thổ - người mà Haruka, Michiru và Setsuna xem như mối nguy hại, họ cho rằng cô là người mang đến cái chết và hủy diệt thế giới nên lập kế hoạch để giết chết cô. Chibiusa tới để cảnh báo Hotaru, nhưng vừa lúc đó Mistress 9 thức tỉnh và cướp Pha lê Chiến binh và linh hồn của Chibiusa. Tuy nhiên, cho dù Mistress 9 điều khiển cơ thể, linh hồn của Hotaru vẫn tồn tại và quan sát hết tất cả các sự việc. Cô bảo vệ linh hồn của Chibiusa và sức mạnh của viên Pha lê từ tay Mistress 9, cố gắng đuổi thực thể đó ra khỏi cơ thể của mình. Khi Mistress 9 cố gắng ăn tươi nuốt sống linh hồn của các Inner Senshi để có nhiều năng lượng, Hotaru đã giải thoát cho họ trở lại cơ thể chính mình, và trả lại Pha lê Chiến binh cho Chibiusa. Cô biến mất sau đó, nhưng nhanh chóng trở lại dưới hình dạng Thủy thủ Sao Thổ, cùng với Thủy thủ Sao Diêm Vương (Sailor Pluto) tiêu diệt Pharaoh 90, đánh đổi lại là cái chết của cô (bị hút cùng với Pharaoh 90 sang một khoảng không - thời gian khác). Sau sự qua đời của Thủy thủ Sao Thổ khi cô thoát khỏi nhóm Ngôi sao Tử Thần, Outer Senshi phát hiện ra Hotaru đã tái sinh trong hình dạng một bé sơ sinh khỏe mạnh, họ quyết định nhận nuôi cô bé và sau đó rời khỏi thành phố với lời hứa sẽ gặp lại nhóm Usagi vào một ngày không xa.

Arc 4: Gánh xiếc Tử Nguyệt (Dead Moon Circus)

Trong Arc thứ tư, Usagi và các bạn đã nhập học trường cấp III, chống lại Đoàn xiếc Tử Nguyệt do nữ hoàng Nehelenia đứng đầu, kẻ tự nhận là "người thống trị đích thực" của cả vương quốc Thiên niên kỷ Bạc và Trái Đất. Nehelenia xâm chiếm Elysion, thánh địa Vương quốc Hoàng kim của Trái Đất, bắt giữ linh mục Helios và ra lệnh cho thuộc hạ đánh cắp Pha lê Bạc. Vì là hoàng tử Endymion, Mamoru được cho biết anh chính là người sở hữu của Pha lê Vàng – viên đá thiêng liêng của Vương quốc Hoàng kim. Mamoru và những Chiến binh Thủy thủ kết hợp sức mạnh với Chén thánh, biến Usagi trở thành Thủy thủ Mặt trăng Vĩnh cửu và tiêu diệt nữ hoàng Nehelenia. Bốn tay sai của nữ hoàng Nehelenia, Tứ nữ quái Amazon, được tiết lộ chính là những Thủy thủ Bảo hộ với cái tên Bộ tứ Thủy thủ, những người đã được định sẵn sẽ trở thành người bảo hộ của Chibiusa sau này, họ đã bị đánh thức sớm hơn dự định và bị điều khiển bởi nữ hoàng Nehelenia. Bộ tứ Thủy thủ sau đó rời đi, còn Helios thì trở về Elyson với lời hứa họ sẽ gặp lại Chibiusa trong tương lai. Chibiusa cũng hy vọng khi gặp lại họ, cô sẽ là một chiến binh dũng mãnh, một công chúa xinh đẹp.

Arc 5: Vũ trụ Ngân hà (Stars Arc)

Trong Arc cuối cùng, Usagi và nhóm bạn bị cuốn vào cuộc chiến với nhóm Bóng tối Ngân hà (Shadow Galactica), một nhóm những Thủy thủ bảo hộ sa ngã. Thủ lĩnh của họ - Thủy thủ Ngân Hà (Sailor Galaxia) lên kế hoạch đánh cắp Pha lê Thủy thủ từ những Thủy thủ đích thực để thống trị ngân hà và tiêu diệt một thực thể xấu xa có tên gọi là Chaos. Sau khi giết chết Mamoru và hầu hết các Chiến binh Thủy thủ, Thủy thủ Ngân Hà đánh cắp Pha lê Thủy thủ của họ. Usagi sau đó du hành đến Vạc Ngân Hà để đánh bại nhóm Galaxia và hồi sinh đồng đội. Đồng hành cùng Usagi là nhóm Thủy thủ Ánh Sao (Sailor Starlights) đến từ hành tinh Kinmoku, cùng Công chúa của họ là Kakyuu và Thủy thủ Chibichibi đến từ tương lai. Sau đó, Chibiusa và nhóm tứ Thủy thủ cũng tới để trợ giúp cho Usagi. Sau trận chiến và cái chết của Galaxia, Thủy thủ Chibichibi hiện nguyên hình là Thủy thủ Vũ Trụ (Sailor Cosmos) - là một hình thái tối cao trong tương lai của Usagi, Usagi sau đó tiêu diệt Chaos bằng Pha lê Bạc. Mamoru và những Chiến binh Thủy thủ được hồi sinh và quay trở về Trái Đất. Câu chuyện kết thúc bằng đám cưới của Usagi và Mamoru 6 năm sau đó.