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原作：鎌池和馬（電撃文庫刊）
キャラクター原案：はいむらきよたか
監督：錦織 博
シリー?構成：吉野弘幸
キャラクター??イン：田中雄一
美術監督：黒田友範
色彩設計：中村真衣 安藤智美
撮影監督：福世晋吾
編集：西山 茂（REAL-T）
音響監督：山口貴之
音楽：井内舞子
OPアーティスト：黒崎真音
EDアーティスト：井口裕香
アニメーション制作：J.C.STAFF

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。他由于寄宿在右手中的力量——只要是异能之力，就连神的加护都能消除的“幻想杀手（Imagine Breaker）”，而得到吊车尾的“无能力”的评价，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”世界的少女——“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当中。在惊险地解决了统率学园都市的“科学”侧和与茵蒂克丝关联的“魔法”侧双方的事件过程中，他的人际关系也逐步扩展。随后，魔法侧的十字教最大宗派罗马正教，终于注意到了上条的存在……。

就像是在呼应魔法侧一样，科学侧的学园都市也开始了行动。但是，为了与突然开始对立的世界变化相抗争，那些因为上条的关系，而使命运大为改变的“英雄”们不断地出现。

就像上条当麻做过的那样，他们也挺身而出与世界对峙。

科学与魔法第三次交织之时，故事将大幅推进！！