Au 25ème siècle, l'humanité a colonisé tout l'espace connu. La Terre est devenue une sorte d'Empire, régnant sur toutes les colonies, le gouvernement terrien étant connu pour ses méthodes impitoyables. Finalement, la planète Omni ne pouvait plus supporter la tyrannie de la Terre. Les militaires de la planète ont rassemblé une unité spéciale de combat de robots géants entièrement féminine appelée "Power Dolls" ("dolls" signifiant Detachment Of Limited Line Service), dirigée par la charmante et athlétique Hardy Newland. La bataille pour la liberté commence ! Comme les autres volets de la série, Power Dolls FX est un jeu de stratégie tactique au tour par tour. Le joueur peut personnaliser les robots, remplacer et améliorer leurs armes, etc. En naviguant avec les six robots sur une carte de combat descendante, le joueur peut attaquer les ennemis lorsqu'ils sont à portée d'arme. Les unités ennemies comprennent d'autres robots géants, des tanks, des navires, etc. Le jeu comporte deux modes : le mode histoire et le mode scénario. Dans le mode histoire, les combats évoluent de manière linéaire, avec des scènes coupées entre les missions. Dans le mode scénario, le joueur est libre de jouer tous les scénarios du mode histoire dans n'importe quel ordre.
