故事发生在面积占据东京都的三分之一，居住着230万名人口且其中八成人口是学生的巨大都市“学园都市”。学园都市的学生均会接受超能力开发，借由药物、催眠术与通电刺激等方式取得超能力。能力者以范围和威力分为无能力者Level 0至超能力者Level 5。

主角御坂美琴是学园都市中仅七位超能力者Level 5的其中一人，排行第三。她是拥有操纵电击能力的“电击使”，因其特有的绝招(将硬币以音速的3倍的初始速度发射)“超电磁炮Railgun”而得名。

本作通过美琴的视角来描绘学园都市的平常而不平凡的日常生活，也叙述学园都市秘密进行非人道性质的实验，从而使大家对于本作及本篇《魔法禁书目录》的背景(世界观中科学侧)的认识慢慢变得清楚。
 

圣玛格诺利亚共和国每天都遭受着邻国“帝国”的无人兵器“军团Legion”的侵略。万幸的是，共和国也成功研发出同型兵器以应对其攻势，并勉强在没有人员伤亡的情况下，化解了来自邻国的威胁。

明面上确实没有人员伤亡，可是，实际上伤亡者并非为零。因为在共和国85区之外，还存在着一个不存在的“第86区”，而被烙上“86”印记的少年少女们会驾驶着“有人驾驶的无人机Regios”，并日以继夜地战斗着。

率领着年轻士兵昂首迈向黄泉的少年辛，与从大后方通过某种特殊的通信手段指挥着他们作战、名为蕾娜的少女指挥管制官(Handler)，发生在他们两人之间激烈又悲惨的战斗以及离别的故事，在此拉开帷幕。