本剧以镰池和马所著的轻小说《魔法禁书目录》中的人气角色御坂美琴为主角的外传漫画《科学超电磁炮》改编。
故事发生在面积占据东京都西部的三分之一,居住着230万名人口,其中八成人口是学生的巨大都市“学园都市”。学园都市和外部隔离,研究最尖端科技。所有学生都接受超能力开发,并大都借由药物、催眠术与通电刺激等方式取得超能力。有各种类型不同能力,以范围和威力分为无能力者(Level 0)、低能力者(Level 1)、异能力者(Level 2)、强能力者(Level 3)、大能力者(Level 4)和超能力者(Level5)。故事从学园都市最强的电击公主“超电磁炮”御坂美琴,某天认识了和黑子一样担任风纪委员的初春饰利开始......。故事发生在抗日战争如火如荼的关键阶段,汪伪政府投敌叛国,华夏大地民不聊生,炎黄子孙的命运危在旦夕。上海明氏企业的董事长明镜(刘敏涛 饰)胸怀赤诚,暗中资助中国共产党。她的弟弟明楼(靳东 饰)则在军统担任特工,行踪诡秘。姐弟俩的弟弟明台(胡歌 饰)饱读诗书,本无心政治,谁 知却在飞赴香港途中被军统高官王天风绑架招揽。万般无奈之下,明台只能隐姓埋名接受培训,并最终成为军统驻上海站的一名特工。在接下来的行动中,他与中共锄奸小组的程锦云(王乐君 饰)多有配合,两人在行动中也培养出非凡的信任与感情。
国内局势风云变化,这两个年轻人则将面临着命运的严苛考验……。