総人口230万人を数える、東京西部に広がる巨大な都市。 その人口の約八割を学生が占めることから、「学園都市」と呼ばれているその都市では、世界の法則を捻じ曲げて超常現象を起こす力――超能力の開発が行われていた。

特殊な授業カリキュラムを受け、能力を得た学生たちは、定期的な『身体検査（システムスキャン）』によって、『無能力（レベル0）』から『超能力（レベル5）』の6段階に評価されている。
その頂点に立ち、最強と謳われるのが、7人の『超能力者』たちである。

そのひとり、御坂美琴。
電気を自在に操る『電撃使い（エレクトロマスター）』最上位の能力者にして、『超電磁砲（レールガン）』の異名を持つ彼女は、名門お嬢さま学校・常盤台中学に通う14歳の女子中学生。
後輩で『風紀委員（ジャッジメント）』の白井黒子。その同僚でお嬢様に憧れる初春飾利と、都市伝説好きな彼女の友人、佐天涙子。
そんな仲間たちとの、平和で平凡で、ちょっぴり変わった学園都市的日常生活に、年に一度の一大イベントが迫っていた。

『大覇星祭』。 7日間にわたって開催され、能力者たちが学校単位で激戦を繰り広げる巨大な体育祭。期間中は学園都市の一部が一般に開放され、全世界に向けてその様子が中継されるにぎやかなイベントを前に、誰もが気分を高揚させていた。その華やかな舞台の裏側で蠢くものには、まったく気づくこともなく――。

原作:鎌池和馬＋冬川基
キャラクター原案:はいむらきよたか
監督:長井龍雪
シリーズ構成:ヤスカワショウゴ
アニメーションキャラクターデザイン:田中雄一
美術監督:泉健太郎
色彩設計:安藤智美
撮影監督:福世晋吾
編集:西山茂（REAL-T）
音響監督:明田川仁
音楽:井内舞子
アニメーション制作:J.C.STAFF

御坂美琴:佐藤利奈
白井黒子:新井里美
初春飾利:豊崎愛生
佐天涙子:伊藤かな恵
食蜂操祈:浅倉杏美