《苍蓝钢铁的琶音 剧场版》以近未来海洋战场为舞台，人类在神秘舰队“雾之舰队”的封锁下失去制海权。士官候补生千早群像与同伴偶然登上旧时大日本帝国海军的潜水艇“伊401”，并被迫成为这艘潜艇的临时舰长。令他意外的是，潜艇的拟人化形态——少女伊欧娜，拥有独立人格与强大战斗能力，成为他最重要的伙伴。

剧场版在TV动画基础上重新剪辑并追加新画面，围绕伊401与雾之舰队的心智模型展开更激烈的交锋。群像与伊欧娜在战斗中逐渐建立信任，也不断面对“人类与舰船心智模型能否共存”的拷问。面对强大敌人与复杂局势，他们必须做出关乎伙伴与未来的选择。

作品以宏大的海战、细腻的人物情感和科幻设定为亮点，呈现潜艇与少女共同航行的热血与羁绊。