故事舞台为苇原町的“创圣学院(創聖学院)”，学院分为两个学部，一为明治时代以来的女校“创圣女学院”学部，俗称“完美(フローレス)”(来是由钻石的净度级别FL(Flawless)，指无瑕，是最高级的净度);二为近年创立的男女校“创圣一般学部”，俗称“细微(スライトリー)”(同是来自钻石的净度级别，指微瑕疵的SI1和SI2(Slightly Included)，比FL低数级)。前者是校风严肃的传统名门学校，后者是自由度高、理念革新的学校，两者几乎相反。而男主角泉户裕理则是属于一般学部，并且是八衢神社宫司泉户裕导的儿子，并有几乎如亲妹妹一样的小鸟游由美奈。
裕理与友人河合亚芽里和要三九郎一起度过升上三年级前的春假，当时学院正进行操场的扩充工程，其间发掘到刻有奇异文字的遗迹，其文字就是裕理家中神社所奉祀的神祇“太转依(太転依(たゆたい))”。但学院鉴定遗迹并无价值而继续工程。数日后开学仪式的当日，裕理被女学院学部如月美冬质疑是阻止扩充工程的人，裕理虽自身知道无关系，但不能辩驳而逃走。裕理认为破坏遗迹恐怕会有灾难发生，遂于深夜潜入学院，进行转换神祇灵魂的仪式，名为“绮久罗美守毘卖(綺久羅美守毘売(きくらみかみのひめ))”、看上去如神一般的纯白灵体立刻出现，并述说约五百年前人类与太转依的共存问题，最后“化成”另一位有狐狸耳和尾的小女孩。之后裕理替其取名为“真白(ましろ)”。
“真白(ましろ)”需要通过睡眠才能回复力量，于是来到八衢神社。
正传“罪与罚与赎罪的少女(罪と罚と赎いの少女)”
“那アイ(眼/爱)会改变命运”(「そのアイ(眼/愛)が運命を変える」)
失去姐姐而过著懒散生活的男主角・皋月驱和他的青梅竹马水奈瀬由佳，突然一同被卷入一个染红的世界。然而，与另外4位来自相同世界少年少女一同被卷入到这个事件中，并且以打倒黑骑士们为目的。为了生存下去，并结束“赤之夜”，他们与黑骑士们的战斗也就此开始。
CrossOver追加平行外传“虚空镜界(虚ろなる镜界)”
“这是新世界的魔术(Real)”。(「これが新しい世界の魔術(リアル)」)
Xbox 360版追加的新系列，正外传两个故事开始于同一剧情时间点，男主角天见修隐藏他是位现代科学和魔术融合的“现代魔术师”的身份，并把距离他周围的时间、地点由手机发出。同时街上也谣传著“只要一看见分身(双重存在)后、之后就会行踪不明”。修以他身为现代魔法师的直觉察觉到这令人不安的迹象，就开始调查这起秘密失踪案件。但是他们在解决“双重存在”的问题并接连击败最后的主谋时，却使那能够对抗奈落陨落的力量“人工翠玉碑”彻底消失，于是百野刊在此之后开始正式插手正传的赤夜(幻灯结界)事件(虚空镜界篇自此结束，此时正传剧情尚未完结)。
后传“- Resona Forma -”
本作囊括Before·If·After三个故事，补完本篇中未能详细描述的过去与未来。
before
在原作‘11eyes -罪と罚と赎いの少女-’中登场，阻挡在主角面前的不死魔女“リーゼロッテ·ヴェルクマイスター”。本作将要描述这位魔女在过去与‘禁书目录圣省’的6位使徒展开壮烈死战之时的故事。
if
她唯一心爱的男人，是与她在约550前并肩作战的ドラスベニア国王，维拉德(ヴェラード)。维拉德使用拥有看见未来力量的魔具‘劫之眼 (アイオンの眼)’，让时间追溯到莉婕罗堤尚未成为魔女，走向残酷命运之前的时代，为了阻止纯洁少女 "莉婕罗堤·威尔克麦斯达"(リゼット·ヴェルトール)成为魔女而奔赴战场的故事。
after
原作‘11eyes -罪と罚と赎いの少女-’1年后的世界。由于魔女·リーゼロッテ而被迫面对严苛战斗的主角们，踏上了拯救世界的旅途，在这个过程中，主角与同伴们产生无法磨灭的羁绊。草壁美铃、橘菊理等三年级生，从虹陵馆学园毕业。驱等人则升级，各自欢乐的过著和平的学园生活。在平淡的日常生活中，他们面临了新的烦恼。
滕田浩之和神岸明为青梅竹马，二人从幼稚园就开始在一起，而明在小时候就已经决定以后永远都要和浩之一起生活下去。 在人生的旅途中，他们还交了长冈志保和佐藤雅史这两个死党。就这样，四个人到了高中，也就是人的一生中最灿烂的时光，明，浩之，志保这3人的关系产生了微妙的变化。志保在圣诞节时发现自己渐渐爱上了明心仪以久的浩之，但是因为明，而一埋藏心底...
| 话数 | 日文标题 | 中文标题 | 剧本 | 分镜 | 演出 | 作话监督 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 新しい朝 | 全新的早晨 | 山口宏 | 高桥ナオヒト | 千羽由利子 | |
| 2 | 放課後の出来事 | 下课后的事情 | 横田和 | 大町繁 | 小林胜利 | |
| 3 | 陽だまりの中 | 向阳处之中 | 藤田伸三 | 岩崎良明 | 村田和也 | 伊藤岳史 |
| 4 | 輝きの瞬間 | 闪耀的瞬间 | 山口宏 | 高本宣弘 | 深沢幸司 | 千羽由利子 |
| 5 | 青い空の下で | 在青空之下 | 村田和也 | 斉藤英子 | ||
| 6 | 憧れ | 憧憬 | 横田和 | 大町繁 | 小林胜利 | |
| 7 | 揺れるまなざし | 闪烁的眼光 | 藤田伸三 | 深沢幸司 | 木宫しげる | 平石素子 |
| 8 | おだやかな時刻 | 平稳的时刻 | 深沢幸司 | 沢田正人 | ||
| 9 | 心の在り処 | 心之所在 | 山口宏 | 岩崎良明 | 村田和也 | 斉藤英子 |
| 10 | 夢見る笑顔 | 充满梦想的笑容 | 藤田伸三 | 村田和也 | 斉藤英子 千羽由利子 |
|
| 11 | ぬくもりの瞳 | 温暖的眼眸 | 山口宏 | 深沢幸司 | ||
| 12 | 想いの季節 | 回忆的季节 | 藤田伸三 | 高桥ナオヒト | 村田和也 | |
| 13 | 雪の降る日 | 下雪的日子 | 山口宏 | 高桥ナオヒト 深沢幸司 |
||
To Heart ～Remember My Memories～
故事设定于To Heart的一年后，为全新的剧情，以マルチ重新回来校园生活为开始。于2004年10月2日到12月25日播放，共13话。中国台湾繁体中文版是由曼迪传播代理发售，片名译作《To Heart 青春纪事》。
| 话数 | 日文标题 | 中文标题 | 分镜 | 演出 | 作画监督 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 新しい予感 | 全新的预感 | 元永庆太郎 | 平山まどか | |
| 2 | 昔と、今と | 过去与现在 | ワタナベシンイチ | 秋田谷典昭 | 田中寿之 |
| 3 | そして、君は | 那之后的你 | 中山岳洋 | 久城りおん | 堀井久美 |
| 4 | 強さと、優しさ | 坚强与温柔 | 谷田部胜义 | 樱井木ノ実 ひのたかふみ |
|
| 5 | 越えるべき壁 | 必须跨越的高墙 | 中村主水 椛岛洋介 |
椛岛洋介 | 青山まさのり |
| 6 | 思い出の街、思い出の人 | 回忆的街道，回忆的人 | 别所诚人 | 粟井重纪 | 三崎雅也 |
| 7 | 一人の願い、二人の夢 | 一个人的愿望，两个人的梦想 | 吉田英俊 | 秋田谷典昭 | 田中寿之 |
| 8 | ロボットの夢 | 机器人的梦想 | 川岛宏 | 福本洁 | 饭饲一幸 椛岛洋介 |
| 9 | すれ違う心 | 交错而过的心 | 别所诚人 | 元永庆太郎 | 大坪幸麿 |
| 10 | 長い夜 | 漫长的夜晚 | ワタナベシンイチ | 长村伸治 | 吉野真一 青山まさのり |
| 11 | 理解りあうために | 为了相互了解 | 吉田英俊 | 政木伸一 | 田中寿之 |
| 12 | わたしの、居場所 | 属于我的，地方 | 福本洁 | 石仓贤一 | 西尾公伯 |
| 13 | それぞれの未来へ | 踏上各自的未来 | 别所诚人 | 秋田谷典昭 | 平山まどか 堀井久美 |
樱田纯是一名不愿上学而长期足不出户的中学二年生。他热衷于网上购物，喜欢在购买物件后的退货限期内退回，只是房间里还是放有许多奇奇怪怪的诅咒物品。有一天，他收到一张传单，上面只写了一句“上发条 不上发条”的选项。在好奇心驱使下，纯选择了“上发条”，之后房间就出现了一个神秘的皮箱，里面装着一个非常美丽、质感近似真人的人偶。使用附带发条转动背部的开关后，人偶像有生命般活动起来，向纯说：“我的名字是真红，蔷薇少女的第五人偶。”伴随这次相遇而来的，是更多相似的人偶，与及身份神秘的旁观者。他们一同为着某个失踪良久的认同而努力，展开一场潜越世界和时间所限的游戏……
蔷薇少女(ローゼンメイデン，Rozen Maiden)
是传说中拥有生命的不可思议人偶，制作者是神秘的人偶师罗真(ローゼン)。制作非常细腻，酷似真人，但从未在市面上流通过。
蔷薇少女就如同虚幻的存在，选择她们，她们便存在于“世界”，否定她们，她们一开始便不存在于这世上，就像是被邀请的客人一般。
媒介(ミーディアム，Medium)
与蔷薇少女订下契约的人类。成为媒介者会提供自己的能量给予蔷薇少女活动的力量，不论有无媒介的情况下，蔷薇少女皆能在现实世界中使用特殊能力，但有媒介时，能力会增强。
蔷薇戒指(薔薇の指輪，Rose Fingering)
媒介与蔷薇少女之间契约的证明，在契约取消前不会消失也无法取下。在原作漫画中缔结契约的方式是契约者由蔷薇少女取得戒指，戴上后亲吻戒指表示契约形成，而动画版则是契约者必须亲吻在蔷薇少女手上的戒指，表示契约形成，此时会在自己手指上形成戒指。若同时与两名以上的蔷薇少女缔结契约，戒指会合为一体，体积也会变大。人偶过度使用力量导致媒介的力量用尽时，媒介会被戒指吞噬，最后与人偶合为一体(动画中，如果媒介的力量用尽，媒介就会死)。解除契约时，戒指会破碎消失，同时人偶也无法再使用媒介的力量。若在战斗中解除，就代表人偶在爱丽丝游戏中失败，失去成为爱丽丝的资格(动画中，解除契约的方式是由人偶亲吻媒介手上的戒指)。
爱丽丝(アリス，Alice)
存在于罗真(父亲大人)心中的女孩。比任何花都要高尚，比任何宝石都要无暇。唯一纯洁无瑕而且象征完美的少女。成为爱丽丝，是蔷薇少女们的宿命。
爱丽丝游戏(アリスゲーム，Alice Game)
蔷薇少女的宿命，必须互相战斗夺取彼此的蔷薇圣母。相信最终获胜取得全部蔷薇圣母的人偶，可成为爱丽丝;事实上，不用经过爱丽丝游戏，也能成为爱丽丝。
蔷薇圣母(ローザミスティカ，Rosa Mystica)
蔷薇少女生命的来源，也有一说是类似人造人的生命源贤者之石;失去蔷薇圣母的蔷薇少女就会成为一般的人偶，精神将成为游魂。而获得别人的蔷薇圣母的人偶，可以增强自己的力量。以及使用被夺走蔷薇少女的一切(人工精灵、武器、能力、记忆)。
除此之外，剩下蔷薇圣母的人偶只能透过感应与其他人偶对话。接收蔷薇圣母可能会有些许副作用，像是排斥反应。
N领域(Nのフィールド，N-field)
虚与实，正与负，什么都存在也什么都不存在的世界。人偶们可以以类似镜子的物质(镜子、玻璃、水面)当作进出N领域的门。而每个人偶也都拥有属于自己的N领域，在自己的领域之中战斗会比较有利。人偶在没有媒介在身旁的情形下，只能在对方的N领域中停留30分钟，若超过时限，战斗能力将会大幅减弱。
世界树(Yggdrasil)
存在于梦世界的巨树，连接着所有人类的心之树。参照→世界树
潜意识之海(無意識の海)
存在于N领域中的特殊区域，夹杂现在过去未来的时间洪流，包含所有一切思绪与记忆之海，若走在浅滩上则会看到许多幻觉。
潜意识之海也是第七人偶雪华绮晶N领域的境界地带，连接梦境与N领域，这也代表了雪华绮晶的N领域除了镜子外，梦境(睡眠)也是一道入口。
人工精灵(Artificial Spirit)
蔷薇少女所使役的助手。拥有不可思议力量的精灵，每个蔷薇少女都有一个，帮助蔷薇少女寻找媒介，战斗时也是蔷薇少女不可或缺的帮手。蔷薇水晶并不是没有人工精灵，只是其出现时间不长，因此并没有提到名称。
皮箱(鞄，Briefcase)
蔷薇少女沉睡时所放置的箱子，镶著蔷薇的标志，蔷薇少女平时也必须在皮箱内睡觉才能获得真正的休息。也可将皮箱当作飞行交通工具。
父亲大人(お父様，Father)
制作出蔷薇少女系列的人偶师，罗真(ローゼン)。