La nefasta Squid Girl ha vuelto para continuar con su misión autoimpuesta de invadir el mundo de la superficie. O eso es lo que haría, si dejara de distraerse con películas de calamares, leyendo manga de calamares y haciendo amigos como sólo un calamar puede hacerlos. La Chica Calamar debe superar no sólo el peligro que se encuentra a cada paso, sino también su propia naturaleza calamitosa.
Después de recuperar sus habilidades de calamar, Ika Musume planea reanudar su misión autoproclamada de destruir a toda la humanidad. Sin embargo, su trabajo despreocupado como camarera en la casa de playa de Lemon significa que no puede evitar holgazanear durante su tiempo libre. Además de eso, tiene muchos problemas, como ser perseguida por un grupo de individuos obsesionados con los extraterrestres y captar el interés de una chica loca.
¿¡Retomando después de la conclusión de la primera temporada, Shinryaku!? Ika Musume sigue la hilarante vida de Ika Musume mientras planea su próxima invasión del mundo de la superficie.