紧身衣诱惑五人组大战外星纯真妖物九九八十一回合。
　　那个时代是‘龙之子’的天下，时间飞船、天空战记以及大名鼎鼎的科学忍者队，各自完成了老中青父子兵三代人的洗脑工作，完美收场。

　　长相可爱个性爽朗的狮堂光（椎名碧流 配音）、心思细腻温柔高贵的大小姐龙崎海（吉田古奈美 配音）、智勇双全成熟稳重的凤凰寺风（笠原弘子 配音），命运让这三名个性迥异的女孩相遇了，她们被选中成为了魔法骑士，前往濒临崩溃的锡菲罗，拯救那里的居民于水火之中。
　　支撑着锡菲罗的支柱是名叫艾美诺（绪方惠美 配音）的公主，她为了这个城市而生，为了这个城市而活，通过虔诚的祈祷，艾美诺保佑着锡菲罗。然而，艾美诺却爱上了她的神官谢加图（小杉十郎太 配音），因此而无法集中精神祈祷，锡菲罗因此而遇到了前所未有的危机，解决危机的方法只有一个，那就是杀掉艾美诺。

　　这是一个魔法少女的存在获得了认可的世界。一款名为《魔法少女育成计划》的游戏能够万里挑一制造出真正的魔法少女，而等待着这些幸运女孩们的，将会是万人的仰慕和光明的前途。然而，某一日，运营方忽然宣布要将魔法少女的数量削减一半，而方法，竟然是让现存的魔法少女进行残酷的竞赛。
　　天真善良的少女白雪（东山奈央 配音）、外冷内热的忍者波纹（沼仓爱美 配音）、背负着巨剑的圣少女（佐仓绫音 配音）、骑着扫帚大大咧咧的最高速（内山夕实 配音）、百发百中的神枪手灾厄玛丽（井上喜久子 配音），在这些被吉祥物法布（间宫胡桃 配音）选中的魔法少女们之间，一场大战即将拉开序幕。

　　位于东京西部的巨大“学园都市”。在总人口达230万人，其中约8成是学生的这座都市中，实施着超能力开发的特殊课程，学生们的能力被给予从“无能力Level 0”到“超能力Level 5”的六阶段评价。
　　高中生上条当麻，也是住在学园都市的学生之一。他由于隐藏在右手中的力量——只要是异能之力，就连神的加护都能消除的“幻想杀手Imagine Breaker”，而被评价为名落孙山的“无能力”，过着充满不幸的人生。
　　而上条的学生生活，由于暑假开始时从天而降的纯白修女而发生了巨大的变化。自从与逃离“魔法”世界的她——“禁书目录茵蒂克丝”相遇开始，上条就被卷入了各种各样的事件中。统率学园都市的“科学”方、与茵蒂克丝关联的“魔法”方，在惊险地解决双方事件的过程中，他的人际关系也逐步扩展。之后，魔法一方的十字教最大宗派罗马正教，终于注意到上条的存在……。
　　如同呼应魔法方一般，科学方的学园都市也有所动作。但也有与逐渐开始对立的世界动向抗争的人不断出现。那些通过与上条有所关联，而使命运大为改变的“英雄”们。
　　他们挺身而出与世界对峙。如同上条当麻做过的那样。
　　科学与魔法第三次交织之时，故事将大幅推进！！

　　自己的阳台栏杆上出现了像被单一样挂在上面的少女，这种非现实的情节出现在了上条当麻的眼前。虽然在这个城市——最先进科学引导的学院都市中，超能力已经可以通过科学技术创造出来，但是眼前这位自称“茵蒂克丝”的少女还是把上条当麻吓了一条。茵蒂克丝自称因拥有十万三千本魔导书而被魔法师追杀，而上条当麻靠自己的超能力也认定了少女的魔法。少女以危险为由离开上条家，上条如往日一般去学校学习，但放学回家，却发现茵蒂克丝倒在血泊之中。在科学与魔术交叉的世界中，上条当麻与茵蒂克丝的故事开始了。

　　史雷（木村良平 配音）虽然身为人类，却在天族的养育下长大。人类无法感知到天族的存在，可史雷却因为其拥有的强大灵力而让这两个格格不入的种族产生了交集。为了解开遗迹崩塌的谜团，为了推进历史的前进，史雷踏上了旅途，并且在误打误撞之中拔起了石缝中的圣剑，成为了净化凭魔的导师。
　　成熟冷静的米库里欧（逢坂良太 配音）、善良正义的少女艾利夏（茅野爱衣 配音）、开朗热情的罗洁（小松未可子 配音）、外表成熟个性却略显天真的莱拉（下屋则子 配音）、独来独往对人类缺乏信任的埃德娜（福圆美里 配音），一路上，史雷结识了一位又一位个性迥异的同伴，会有怎样的答案在终点等待着他们呢？

　　20世纪90年代的半架空世界里，美苏两国的冷战仍在持续。此时一种被称为“Arm Slave”的人形机动兵已成为军队主力，与之相关的新技术受到各方势力的觊觎。佣兵化军事组织“秘银”拥有强大AS军队，负责打击国际恐怖行为。隶属于其下SRT分队的相良宗介（关智一 配音）中士在战场上强悍勇猛。某日他受到上级指派，与队友梅丽莎、克鲁兹一同前往日本执行保护任务。这次他们的保护对象是元气十足的高中少女千鸟要（雪野五月 配音）。
　　小要直率果敢，是学校的学生会副会长。她对作为转校生出现在阵代高中的宗介头痛不已。因为战斗达人宗介在日常生活中古板而又毫无常识，时常做出惊人之举，令两人的校园生活风波不断，笑料百出。然而小要身上隐藏着关于AS的重要机密，她与宗介的未来注定布满荆棘……
　　本作根据贺东招二的超人气同名轻小说改编。