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 kể về hai cô gái Escha và Chron, hai người có tính cách tương phản giống như mặt trời và mặt trăng. Hai cô gái đến từ Terminal, một thế giới hậu khải huyền trong tương lai trống rỗng và đơn sắc. Hai cô gái băng qua thế giới và đến ngày nay, họ gọi là Transit
Ở sâu trong khu rừng sống Allen có một phù thủy bị ruồng bỏ. Hắn được nể sợ bởi những kẻ sống gần đó và được biết với cái tên "Demon Lord".
Vào một đêm hè 2006, khi còn là hai chú bé, hai anh em Mutta (1993) và Hibito (1996) đã nhìn thấy một vật thể lạ bay tới mặt trăng. Họ đã quyết định trong đêm đó rằng tương lai sẽ trở thành những phi hành gia bay vào vũ trụ. Năm 2025, Hibito đã trở thành một phi hành gia và chuẩn bị bay lên mặt trăng.
Năm 2312 A.D. Bốn năm kể từ cuộc chiến cuối cùng của Celestial Being và Quân đội UN. Sau khi thiết lập một Tổ chức Liên Minh Toàn Cầu, một đội quân mang tên Arrows đã xuất hiện và hoạt động độc lập với Liên Minh Toàn Cầu, nhằm thúc đẩy việc hợp nhất nhân loại. Nhưng sự thật đằng sau việc hợp nhất ấy là sự đàn áp dã man những người chống đối chính phủ, các học thuyết gia và lý luận gia. Setsuna F. Seiei, sau khi thoát chết trong trận chiến bốn năm về trước, đã quay lại và tiếp tục chiến đấu cùng