Tiếp theo Season 1, Season 2 này sẽ đi sâu vào câu truyện về các Sister. Là những cảm xúc và hành đồng nhất thời của Mikoto Misaka khi cô phát hiện ra kế hoạch Sister. Kế hoạch được vạch ra để đưa Level 5 Accelerator lên Level 6.
Câu chuyện xảy ra trong tương lai xa. Đất đai bị hủy hoại, và nhân loại thành lập thành phố pháo đài di động tên Plantation. Các phi công sản xuất trong Plantation sống ở Mistilteinn, cũng được biết đến như "chimcage". Trẻ em sống ở đó không biết gì về thế giới bên ngoài và sự tự do của bầu trời
Hibino Kafka một thanh niên vốn bất mãn với việc làm tại công ty vệ sinh chịu trách nhiệm xử lí xác kaiju.
Yusuke Yotsuya là một học sinh lớp 9, sống thực tế, không thân thiện và không hề tham gia bất cứ hoạt động trong CLB nào. Đến một ngày nọ, cậu cùng hai người bạn nữ cùng lớp đã bất ngờ bị chuyển đến một thế giới khác, nơi mà họ phải hợp tác với nhau để chống chọi lại cuộc sống ở thế giới mới
Năm 1972, con người đã phát hiện ra một cổng dịch chuyển trên mặt trăng, nhờ đó đã có thể đi lại dễ dàng và phát triển một xã hội mới trên Sao Hỏa. Nhưng cũng từ đây chính là nguồn cơn tạo nên cuộc chiến tranh giữa hai hành tinh