Na Cidade Acadêmica, um polo tecnológico isolado onde a maior parte da população é composta por estudantes, a ciência atingiu um patamar onde habilidades sobrenaturais são desenvolvidas e classificadas por níveis. Touma Kamijou é um estudante comum, classificado como Nível 0 por não apresentar poderes. No entanto, sua mão direita esconde o *Imagine Breaker*, uma anomalia capaz de anular qualquer fenômeno sobrenatural que toque, seja ele científico ou mágico.

A vida de Touma muda drasticamente quando ele encontra Index, uma jovem freira que carrega em sua mente o conhecimento proibido de cem mil grimórios. Ao protegê-la de perseguidores, ele é forçado a abandonar sua rotina pacata e enfrentar os segredos obscuros de um mundo onde a ciência e a magia colidem, colocando sua própria existência e a segurança da Cidade Acadêmica em risco constante.