故事发生在二十一世纪末的日本，西历2095年。彼时，魔法早已不再仅存于神话与传说之中，而是与科学相融合，成为一种系统的现代技术。曾经被称为“超能力”的先天能力被“魔法”体系所替代，高超的魔法师更被视为衡量国家实力的核心战略力量。为此，国家专门成立了国立魔法大学附属第一高中——通称“魔法科高中”，以培养相关人才为国家效力。这所精英学府由成绩优异的“一科生”和作为替补的“二科生”构成，两者分别被冠以“花冠（Bloom）”与“杂草（Weed）”的称号。在这个新生入学的春天，一对兄妹踏入了校园。妹妹司波深雪（早见沙织 配音）是一位完美无缺的优等生，身为优秀的“花冠”备受瞩目；而兄长司波达也（中村悠一 配音）却因存在能力缺陷被判定为劣等生，成为了作为替补的二科生“杂草”。无论面对何事都抱有乐观态度的兄长，与对他抱有超越血亲感情的妹妹，随着这二人的入学，原本平稳的学院掀起了阵阵波澜。在充实的校园生活中，兄妹两人结识了一众性格各异的有趣同伴：个性大大咧咧、不拘小节的千叶艾丽卡（内山夕实 配音）；文静胆小、心思细腻的柴田美月（佐藤聪美 配音）；正直勇敢的西城雷欧哈鲁特（寺岛拓笃 配音）；以及认真努力的吉田干比古（田丸笃志 配音）。伴随着众人的学习与成长，魔法科高中内日常骚乱不断，而隐藏于学园深处的重重秘密，也在逐渐揭开帷幕……