一之濑花名因为在高中入学考试前一天患上腮腺炎无法参加考试，而比其他人晚了一年上高中（称作“复读生”）。曾因为这件事实大受打击而不愿出门或是接触其他高中生，隔年顺利参加考试并进入高中，不过这件事花名没有告诉同学。虽然别人可能会认为不算什么大事，但对她来说是个重要的问题，所以想要追赶上其他人。因缘际会之下，花名遇见了三位同学，借由互相交流与理解的方式，逐渐恢复原本正常学生的生活，慢慢向前迈进的故事。

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上条当麻是学园都市的一名高中生。在这座位于东京都西部的封闭都市中，学生占到了总人口的八成，“超能力开发”被列为绝大多数学生的必修课，在Level 0到Level 5的等级排名上相互竞争。不幸地，上条当麻被评定为无能力者；但他的右手有着能将一切异能消除的不明力量，他本人称其为“幻想杀手”。似乎是连同神的祝福一同抹杀的关系，他每天都过着不幸的生活。

暑假的一天，在宿舍的阳台上，上条当麻遇见了一位挂在阳台栏杆上的修女。她自称“禁书目录Index”，脑海中装有十万三千册“魔道书”，正在从不为人所知的“魔法”世界逃亡。就这样，上条一脚踏进了魔法与科学的纷争。

本作的世界观以现实世界为蓝本，但并未说明详细历史时期，大致可以推测故事发生在虚构的近未来[d]。其历史与现实世界有共通点（如前两次世界大战、冷战等；亚雷斯塔更是现实中存在的人物），但也有显著的差异。

学园都市是科学势力的大本营，同时也是本作的主要舞台。位于日本东京西部，居住着230万人口，其中八成人口是学生，而这些学生大都是超能力开发的实验对象。学园都市具有领先世界20-30年的科技实力，掌握着多种近未来高科技兵器，并公开地培养超能力者；事实上是由统括理事会所主导的、严格封闭的国中之国。

而魔法势力则较为分散，主要由名目繁多的宗教组织和魔法结社构成，也有不属于任何组织的魔法师存在。教会势力中，十字教有三大主要教派：英国清教、罗马正教和俄罗斯正教（分别以英国圣公会、天主教和东正教为原型）；而魔法结社则包括以黄金黎明为源头的黄金系结社、依靠北欧神话理论的“捣蛋鬼”，阿兹特克系的“有翼者的归来”等。魔法势力之间常会出于各自不同的目的互相斗争，魔法师出于个人信念私自行动的现象也广泛存在。

在魔法势力与科学势力之外，尚有两不从属的一般组织与国家，如美国；作品中也出现了许多虚构的政权，除学园都市外，还有“伊莉沙里纳独立国同盟”、“巴格吉城”等。

本作中，除“现实世界”之外，尚存在更高等级的、无法以一般手段探知的其他次元的“位相”；神、魔神、天使、妖精、无法以语言名状的高等级存在[e]，也均在作品中有所提及。

第一季

在国与国之间战争频繁的世界“弗洛尼尔德(フロニャルド)”中，被邻国“迦雷特狮子团领国(ガレット獅子団領国)”侵略而惨遭迫害的“比斯科迪共和国(ビスコッティ共和国)”。这是国家战争频繁发生的世界(却无人伤亡)。比斯科迪共和国现正遭受邻国加雷特狮子团领国的侵略战争。在加雷特狮子团领国的激烈侵略下，比斯科迪共和国战战败退。为国家现状而感受到心痛的比斯科迪共和国公主“米希奥蕾·F·比斯科迪(或叫米希奥蕾·F·比斯柯提)”，从异世界召唤来了拯救国家的勇者。被选上的勇者是居住日本的纪乃川市的少年“真红·和泉”，在他正打算要展开初中一年级的春假时，被龙卷风用强硬手段召唤到了弗洛尼尔德，并展开了接二连三的战斗(在异世界弗洛尼尔德等著真红的是以某条奇怪的规则为基准的战斗)。在公主米希奥蕾教导之下学会了基本的辉力及战斗规则后，随即上场协助比斯科迪骑士团亲卫队队长“艾可蕾·玛尔提诺基”与骑士团长“罗兰·玛尔提诺基”向加雷特狮子团领国的领主“蕾欧米雪丽·迦雷特·达·罗瓦(蕾欧)”公主与“高尔·迦雷特”王子等敌人战斗宣战，期间真红也加深了与米希奥蕾和比斯科迪居民间的交流……热爱看马戏团表演与体育竞技的少年真红，真能够以“勇者”的身份，拯救比斯科迪共和国吗?

第二季

在回到日本家乡后的约半年，“真红·和泉”借着放假机会带着“蕾贝卡·安德森”、“高槻七海”，一起进入异世界度假，认识新朋友。真红等人到达了“弗洛尼尔德”战争正热烈展开中，真红再度以勇者的身份投入战争中，受“蕾欧米雪丽·迦雷特·达·罗瓦(蕾欧)”召唤的七海则成为了“迦雷特狮子团领国”的勇者。另外在“比斯科迪共和国”国境线上的“帕斯提亚修公国”公主“库贝儿·艾申巴赫·帕斯提亚修”正百般无聊得透过萤幕看着比斯科迪共和国和迦雷特狮子团领国的战争，这时库贝儿看中了纯粹来度假的蕾贝卡，邀请他成为帕斯提亚修公国的勇者，并且擅自加入两国之间战争……

第三季

愉快的夏日——那之后又过了一季，3名勇者再度回归弗洛尼尔德! 本次的舞台是秋季。不晓得是敌是友的神秘少女“夏露”加入其中，引发了更加热闹的大骚动……!? 爱与勇气与耳朵与尾巴的物语，第三次开幕!