Fabuła opowieści rozpoczyna się, gdy licealista Daichi Manatsu dostrzega w telewizji tajemniczą, kulistą tęczę nad wyspą Tanegashima. Nastolatek uświadamia sobie, że już kiedyś widział taką tęczę, po czym udaje się do Tanegashimy, w której znajduje się Centrum Kosmiczne. Daichi dociera na wyspę, rozmyślając o zagadkowej śmierci jego ojca oraz o osobach poznanych w dzieciństwie. W Centrum Kosmicznym nastolatek spotyka robota "Earth Engine", który zadaje mu pytanie "Czy jesteś Kapitanem?". Przeciwnikiem w walce, która ma nadejść, okazuje się zmechanizowana, tajemnicza forma życia, która przybyła z Urana.

31-letni kawaler Daikichi, wybiera się na pogrzeb swojego dziadka. Spodziewa się spotkać rodzinę, jednak to spotkanie przebiega nie do końca tak jak podejrzewał. Okazuje się, że dziadek miał nieślubne dziecko, 6-letnią Rin. Nikt z rodziny nie ma pojęcia kim jest matka dziewczynki, ani co z nią począć. Wiedziony nagłym instynktem, Daikichi decyduję się przygarnąć nieśmiałą dziewczynkę. W serii obserwujemy rozwijającą się między naszymi bohaterami więź oraz to jak radzą sobie z nową dla nich codziennością.

Pewnego dnia naturalny satelita ziemi wyparował, pozostawiając po sobie resztki w kształcie półksiężyca. Stworzenie, które przypisuje sobie dokonanie tego czynu, zarzeka się także, że w marcu przyszłego roku to samo spotka Ziemię. Posiada ono moce przerastające ludzkie możliwości, przez co żadna potęga militarna świata nie ma z nim szans. Jednakże z jakiegoś powodu w międzyczasie obcy postanawia podjąć pracę jako nauczyciel w najgorszej klasie gimnazjum Kunugigaoka. Tym samym los świata spoczywa w rękach uczniów klasy E – mają czas do zakończenia roku, żeby wymyślić, jak zamordować swojego nowego wychowawcę, a tym samym zgarnąć 10 miliardów jenów za uratowanie świata.

Kamijyo Touma, główny bohater tej opowieści jest zwykłym uczniem zamieszkałym w ogromnym przepełnionym technologią mieście. Jednak to nie technologia rzuca się tutaj w oczy. Otóż niektórzy z uczniów posiedli dość nietypowe umiejętności. Kontrola wyładowań elektrycznych bądź inne tego typu zdolności, są w posiadaniu niewielkiej liczby uczniów. Naukowcy zauważając to, nie pozostali obojętni. Ich badania nad ludzkimi możliwościami nie ustają, jednak nie ograniczają oni w żaden sposób wolności swych wychowanków. System monitorujący owe nadludzkie moce ma za zadanie oceniać możliwości danych jednostek w pięciostopniowej skali. W mieście znajduje się zaledwie kilka osób z tak zwanym "poziomem 5".

Akcja anime toczy się w mieście akademickim, które, pomimo iż liczy sobie około dwa miliony mieszkańców, składa się w 80 procentach z uczniów i studentów, przybywających tu, by trenować swe nadprzyrodzone umiejętności. Główną bohaterką serii jest niejaka Misaka Mikoto, jedna z siedmiu osób w całym mieście posiadających najwyższy, piąty poziom umiejętności. Dziewczyna znana jest jednak bardziej jako „działo elektromagnetyczne” z powodu posiadanej mocy. W serii, obok Misaki, występują również inne ważne postaci: Shirai Kuroko i Uiharu Kazari. Obydwie dziewczyny należą do pewnej organizacji zrzeszającej uczniów walczących ze złoczyńcami, dzięki czemu możemy się spodziewać pięknych i dynamicznych walk. Ostatnią z bohaterek pierwszoplanowych jest Saten Ruiko, dziewczyna bardzo ubolewająca nad tym, iż nie posiada żadnych mocy (i starająca się za wszelką cenę takowe zdobyć).

Wyobraźcie sobie, że pewnego dnia budzicie się w całkowicie obcym miejscu, z zupełną pustką w głowie, nie mając pojęcia, kim jesteście. Rozglądacie się — przed waszymi oczami staje nastoletnia dziewczyna z ogromnym karabinem snajperskim i oznajmia, że nie żyjecie. Jakby tego było mało, nakazuje rozpocząć walkę przeciwko drobnej, białowłosej dziewczynce będącej rzekomo Aniołem, a zarazem waszym śmiertelnym wrogiem. Brzmi absurdalnie? Cóż, Otonashi Yuzuru prawdopodobnie pomyślał to samo. Dziewczyna z karabinem, Nakamura Yuri, okazuje się jednak osobą bardzo sympatyczną i skorą do udzielenia pomocy naszemu zdezorientowanemu bohaterowi. Chcąc nie chcąc, Otonashi musi przystosować się do życia w nowym, przedziwnym świecie, w czym pomagać będą mu właśnie Yuri i jej kompani. Oczywiście dużą rolę odgrywać będzie również białowłosa Anielica — Tachibana Kanade.