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.
Tây Tinh và Đông Tinh. Từng có một thời chúng được nối kết bằng "Long Mạch" bắc ngang qua bầu trời. Nền văn minh từng một thời thịnh vượng nay chìm trong cõi mộng, ngọn lửa tàn khốc của chiến tranh đã xé toang mọi ranh giới. Hai hành tinh chìm trong những cuộc chiến bất tận. Sự trở lại của siêu công nghệ có tên là "Thần Khí" có sức mạnh tái lập lại trật tự thế giới, nhưng không ai có thể sử dụng nó ngoài một người—"thiếu nữ dị giáo."
Ngày xửa ngày xưa (thật ra là chỉ khoảng vài 100 năm trước thôi), 7 búp bê tuyệt đẹp đã được một người tên là Rozen làm ra. Những búp bê này được gọi là Rozen Maiden, và chúng không chỉ xinh đẹp mà còn có thể hoạt động như người thường (và còn có phép thuật nữa). Tuy nhiên, Rozen đã bỏ rơi họ và đi đâu không ai biết. Những Rozen Maiden chỉ biết rằng muốn gặp lại cha, họ phải trở thành Alice, danh hiệu dành cho búp bê đẹp và hoàn hảo nhất. Và sau vài thế kỷ, những Rozen Maiden vẫn tiếp tục trò
Một thế giới khác liên kết với thế giới này. 3 tập ngoại truyện của Hello World dưới góc nhìn của Katagaki Naomi đến từ 10 năm sau.
Kazami Hayato, 14 tuổi - Là tay đua Cyber Formula trẻ nhất thi đấu tại một giải Grand Prix mà mỗi chiếc xe đều được trang bị AI hỗ trợ. Với sự trợ giúp của Asurada - chiếc xe tân tiến nhất của đội Sugo, Hayato đã gặt hái được nhiều thành công.