日本的御宅族文化在神秘组织“SSC”出现后遭到镇压，此时一位热爱御宅族文化的男子“御宅英雄”与仰慕他的三名魔法少女一起率领御宅族们挺身反抗SSC，双方展开一场壮烈的战斗。

2008年——因一股神秘的力量出现，

日本的动画、游戏、漫画、音乐、铁道、cos等御宅文化被消灭。

就这样，在维持秩序的「SSC」维护下，御宅文化几乎消失殆尽。

为了夺回御宅文化，比任何人还深爱秋叶原以及御宅文化的「御宅英雄」，

以及崇拜他的3名魔法少女「安那其」、「Blue」、「Pink」举起反旗。

舞台为2011年的日本，秋叶原革命军与SSC首领「SHOBON」展开激战。

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。

竹原明之是一名被油泥海包围的小岛－尖端岛上的普通学生，本应拥有平凡的生活，却被卷入巴士爆炸事件，成为数名寄生了‘蛭子’的人类之一，并以‘亡念之扎姆德’的身份苏醒出现在世人面前。为了拯救因为暴走而逐渐失去自我的‘扎姆德’，‘特希克’族红发少女娜琪亚美把明之带到她寄住的赞巴尼（ザンバニ）号上，通过和各种各样的船员共同生活和工作来教授明之与‘扎姆德’共存的方式.....

每集标题