Phép thuật, đó không còn là truyền thuyết hay một câu chuyện cổ tích nữa. Nó đã trở thành một công nghệ thực tiễn từ gần một thế kỷ nay. Pháp sư, đó là cách mà người ta gọi những con người mang trong mình một tài năng phép thuật ưu việt.
Lấy bối cảnh 10 năm sau Nanoha As. Nanoha, Fate và Hayate lúc này đã là những thành viên chủ chốt của Cục quản lý Không gian và Thời gian. Họ đóng vai trò là những người hướng dẫn cho thế hệ pháp sư tiếp theo là Subaru, Tiana, Caro và Erio. Đồng thời, mọi người sẽ phải chiến đấu với kẻ thù từ Project F, chính là chương trình mà mẹ của Fate đã tham gia trước kia.
Umakai Shintaro, một nhà ngoại giao Nga gốc Nhật, đã bỏ việc và đi đến Sapporo để dạy tại một Học viện nữ sinh. Nhưng Học viện đó không nằm ở nơi bình thường mà ở trên một con tàu chiến gọi là Amanohara. Và năm cô gái Shintaro dạy nằm trong đơn vị tên là Raimu. Các cô gái hỗ trợ cho nhau và triệu hồi những thứ kì lạ
được dựa trên game nhập vai, chiến lược, hành động, tưởng tượng đưa bạn vào một thế giới mà con người và quái vật cùng tồn tại với nhau. Trong câu chuyện này, nhân vật chính là một cậu bé "Yujutsushi" (người chữa thương) với sức mạnh có thể chữa thương cho tất cả mọi người, chàng trai này đã đi mọi nơi để chữa thương và hành trình đi khôi phục ký ức của cô gái Merc - bị mắc kẹt trong một cái chai.
Câu chuyện trong phim xoay quanh cô thiếu nữ Akko Kagari và những người bạn ở Học viện Ma pháp Luna Nova, qua đó khám phá một thế giới phù thủy đầy màu sắc và độc đáo