16岁的少年三栗智和在某个夜晚做了个奇怪的梦。在这个未曾见过的梦世界里，看到一个少女在和敌人战斗。在那个梦世界智和有着不可思议的力量，并给予少女那个力量来击退敌人。智和就在这种迷惑下醒来，并且感到吃惊的是，醒来后发现梦中出现的少女就出现在自己旁边。除了神秘的美少女“莫奈”以及生活在一起的堂姐妹千条七濑与千条九叶，还有就是从小青梅竹马的水月，现实在梦世界的战斗现在从这里开始！
个性活泼开朗有时候显得有些大大咧咧的水无月遥（田村由加莉 配音）、成熟稳重颇具大小姐风范的神无月葵（能登麻美子 配音）、从意大利转学而来的天才少女叶月胡桃（钉宫理惠 配音），活泼可爱的三人平日里在学校中是无话不谈的好友，过着平凡的校园生活，但每当夜晚来临，她们便会变身成为拥有超能力的魔法少女。 三人的目标，是寻找价值连城的天使像，邪恶而又贪婪的地下拍卖组织Black auction得到了它，企图通过它来牟取暴利。成绩优异的学生会长如月唯人（桧山修之 配音）、随叫随到的万能管家长月平之丞（清川元梦 配音），是他们在背后默默的支持着少女们。
娇小害羞的千濑（前田亚季 饰）一直暗恋着同班同学修次（洼冢俊介 饰），终于，在鼓起勇气向修次表白之后，千濑和修次之间纯白的爱情之花绽放了。一天，札幌的上空突然飞来了大量的轰炸机，战争开始了，也就是从那时起，修次发现了深藏在千濑体内的秘密——向来人畜无害的千濑竟然被军方残忍的改造成为了“最终武器”。 尽管心中充满了恐惧与不忍，但只要遭到了攻击，千濑的身体就会不受控制地做出自卫反击，就这样，在短暂的幸福之后，千濑绝望而又无助的，作为兵器的余生开始了。看着身体和心灵都千疮百孔的女友，修次无法说出宽慰之语，他只能通过行动，默默的陪伴在千濑的身边。
