Kasuga Arata est un adolescent des plus normal, qui vit avec sa cousine et amie d'enfance Hijiri. Un jour il remarque que le soleil et la lune sont devenus noirs et qu'il est le seul à s'en rendre compte. Il rencontre alors une étrange jeune fille, Lilith , qui lui explique que son monde a été détruit. Il vit en fait dans un monde virtuel qu'il a lui même crée à l'aide d'un Grimoire que lui a laissé sa cousine avant d'être absorbée par le soleil noir. Lilith est une élève de l'Académie Magicus, qui a été envoyée pour retrouver le Grimoire. Menacé de mort par cette dernière, Kasuga n'a d'autre choix que de rejoindre l'Académie afin d'apprendre la magie et tenter de retrouver sa cousine.

Ce film d'animation se base sur le roman Trinity Seven: 7-nin no Mashotsukai The Novel de Nao Akinari. Tout débute lorsqu'Arata touche accidentellement Hermes Apocrypha, le grimoire de Lilith. Cela a pour conséquences de faire apparaître une fille se nommant Lilim et qui considère Arata et Lilith comme ses parents. Pendant ce temps, dans la bibliothèque, est scellé le Seigneur des Démons Blancs. Cette personne complote pour éliminer Arata et les Trinity Seven pour ainsi usurper la position du Seigneur des démons. Possédant une puissance incalculable, le Seigneur des démons blancs attaque Arata et déclenche une crise sans précédant où ce dernier, avec l'aide des Trinity Seven, va devoir le battre pour sauver le monde.