“学园都市”是位于东京西部的巨大都市。在这总人口超过230万、其中约8成人口是学生的都市中，学生们接受开发超能力的特殊课程，并且被依能力区分为“无能力（Level0）”到“超能力（Level5）”的六阶段。

上条当麻也是居住在学园都市的学生之一。由于寄宿在他右手的力量—只要是异能之力，就算是神之加护也能加以消除的“幻想杀手”，使得他被评价为吊车尾的“无能力”，过着着充满不幸的人生。

上条的学生生活，因为暑假第一天从天而降的纯白修女而产生了巨变。自从与逃离“魔法”世界的少女—茵蒂克丝相遇后，上条便接二连三地被卷入各式各样的事件中。在上条不断冒险解决统治学园都市的“科学”侧、以及与茵蒂克丝有所关联的“魔法”侧这两方的事件的过程中，他的人际关系也逐渐扩展。然后，魔法侧的十字教最大教派．罗马正教终于注意到了上条的存在…。

有如呼应魔法侧的行动般，身为科学侧的学园都市也开始展开行动。然而，为了与在突然间开始对立的世界加以对抗，有一群人站了出来。他们是因为与上条接触，使得命运大大改变的“英雄”们。他们也将再次挺身与世界对峙。就像上条当麻过去以来所做的那般。

当科学与魔法三度交锋之时，故事将发生巨大的改变！！