Este jogo é composto por duas partes: Muv-Luv Extra e Muv-Luv Unlimited. O Unlimited é desbloqueado depois que você faz os finais das duas heroínas principais (Sumika e Meiya) no Extra.

Muv-Luv Extra, a parte principal de Muv-Luv, se passa no mesmo mundo (e na mesma região) que Kimi ga Nozomu Eien e Kimi ga Ita Kisetsu. O restaurante familiar Sky Temple é mencionado e visitado, e Suzumiya Akane faz uma aparição.