L’histoire prend place juste avant l’achèvement de l’ascenseur spécial dans la ville académique, Endymion. Tôma et Index rencontre une jeune fille de Rang 0, Arisa Meigo. Les Magiciens sont après elle et ils attaquent la ville académique. La leader, Sequenzia Shutaura, mène une unité de combat contre les assaillants. De leur côté, Tôma et Index apprennent qu'Arisa est la clé de cette guerre qui fait rage entre les partisans de la Magie et ceux de la Science.

L'histoire se déroule a Tokiwadai. Nous suivons Shirai Kuroko et Hokaze Junko, bras droit de Shokuhou Misaki, qui vont devoir s'allier pour résoudre un mystère qui a lieu directement a leur école : l'existence d'une étrange "fille fantôme".