西元2095年──魔法確立為現實技術，培育魔法師成為國家政策的這個時代，互成對比的一對兄妹進入國立魔法大學附設第一高中就讀了。以首席成績入學的司波深雪是「優等生」一科生，擁有某個缺陷的哥哥司波達也是「劣等生」二科生。深雪剛入學就備受愛戴，達也卻遭受一科生的敵視……

爭奪深雪的那場對立，因為達也急中生智而平息，卻凸顯一科生與二科生之間的階級意識。隔天，學生會長七草真由美邀請深雪加入學生會，深雪建議入學筆試第一的達也更適合加入，不過校方規定學生會成員只限一科生，深雪無法如願。此時，風紀委員長渡邊摩利表示要延攬達也。

達也在模擬戰打贏學生會副會長服部刑部，證明自己的實力，確定加入風紀委員會。二科生成為風紀委員是空前之舉，預料將會遭遇各方面的反彈，達也心情終究沉重起來。不過基於打倒服部的實績，實力至上的風紀委員大多接受並且歡迎達也。不久之後，風紀委員會的第一個難關──社團招生週來臨了。

在社團招生的武術示範會場，劍道社的壬生紗耶香和劍道部的桐原武明爆發衝突。兩大高手的對決演變成兩社團的混戰，但達也在有人受傷之前就平息風波。招生週終於結束之後，紗耶香邀請達也加入劍道社，並且說出自己對二科生待遇的憤慨。

要求改善二科生待遇，「立志廢除校內差別待遇的有志者同盟」占據廣播室，但是達也與社團聯盟總長十文字克人攻堅成功，真由美則是提議可以舉辦公開討論會。隔天，說好的討論會正式據辦。真由美在場上的主張，引來學生們熱烈的掌聲。然而暗中操控該同盟的政治團體「Blanche」冷不防發動襲擊……

學生會與風紀委員迅速鎮壓 Blanche 的襲擊行動。得到敵方情報的達也，和深雪等人趕往圖書館。同一時間，恐怖分子在圖書館的特別閱覽室入侵電腦，試圖竊取魔法大學收藏的機密文獻。在場的紗耶香目睹這種犯罪行為，內心五味雜陳……

Blanche 以催眠術篡改紗耶香以前的記憶，藉以利用紗耶香。達也為了驅除日常生活的威脅，決定摧毀 Blanche，對於紗耶香被利用感到怒火中燒的桐原也加入陣容。在達也的指揮之下，眾人攻進 Blanche 的根據地，武裝的恐怖分子以及 Blanche 的領袖司一嚴陣以待。

全國魔法大學附設高中每年的魔法競賽「九校戰」即將來臨。因為工程師人才不足而頭痛的真由美，注意到精通 CAD 知識又會調校 CAD 的達也，推薦他成為九校戰成員。不過一科生選手與部分工程師反對，因此真由美要求達也在眾人面前證明實力。

達也以工程師身分正式成為九校戰成員。授旗典禮結束之後，他開始為自己負責的選手調校 CAD 與進行訓練。在校內忙碌的氣氛中，達也的同班同學柴田美月發現放學後的校舍出現不自然的靈子放射光。前往該處一看，同班的吉田幹比古正在練習精靈魔法……

前往九校戰會場的途中，對象車道的來車衝撞護欄，撞向一高的巴士。一高學生們胡亂發動魔法造成想子風暴，導致魔法沒能發揮效果，幸好達也、十文字與深雪等人出手解決這場危機。達也在肇事車輛發現魔法痕跡，察覺這場意外是蓄意的犯行。

九校戰前晚，幹比古察覺歹徒入侵學生宿舍，試圖以精靈魔法逮捕卻被對方察覺，幸好在達也的支援之下順利打倒歹徒。達也批評幹比古的術式過於冗贅，使得幹比古大受打擊，並且驚訝於達也只看一眼就理解吉田家長年改良至今的技術。

大會第三天，打進衝浪競速前八強的摩利，和「海之七高」同場較勁。雖然一開始就取得領先，卻在彎道發生意外，摩利為了保護魔法失控的七高選手而身受重傷被迫棄權。達也推測這是人為意外，請幹比古協助確認是否為精靈魔法的犯行。

達也負責調校 CAD 的一年級女選手，在精速射擊囊括前三名。選手之一的雫使用的魔法被認定為新魔法，受邀收錄在魔法大全「索引」，開發該魔法的達也卻毫不猶豫拒絕，建議以雫的名字登錄。另一方面，第三高中的王牌選手一条，對第一高中的神祕工程師提高警覺……

吉祥寺與一条來向達也宣戰，表明他們會在祕碑解碼新人賽上場。另一方面，冰柱攻防新人賽進入決賽，同為一高的深雪與雫正面對決。面對深雪使出的「冰炎地獄」，雫使出達也傳授的作戰。

在祕碑解碼新人賽，一高對上四高時，一高所有選手因為意外而身受重傷。被真由美指名代打的達也，挑選雷歐與幹比古為隊友，儘可能在一晚作好準備。隔天一高對二高的比賽中，吉祥寺對於達也使出的魔法感到驚愕。

在祕碑解碼持續勝出的達也等人，對上一条率領的三高。雷歐與幹比古使用達也提供的裝備勇猛奮戰，達也則是以術式解體消除一条發射的壓縮空氣彈不斷進逼。一条情急之下，不小心使用了威力超過大會規定的壓縮空氣彈……

九校戰第九天的幻境摘星正規賽，攸關第一高中是否能獲得總冠軍。然而一高選手小早川意外從高處墜落棄權。營運委員會認定是意外，達也卻從美月那裡得知應該是人為造成的。深雪即將上場前，達也拿深雪的 CAD 給大會檢查……

一高不等最後一天就確定獲得總冠軍。真由美等人搶先慶功時，達也前往國際犯罪組織無頭龍位於橫濱的據點，使用平常絕對不能公開的能力，除掉企圖危害深雪的組織幹部。九校戰第九天，是由祕碑解碼的正規賽劃下句點。

進入第二學期，三年級退出委員會與社團，學生會也交棒給梓，並且由深雪擔任副會長。另一方面，達也獲選為論文競賽的代表，擔任主筆鈴音的助手，繼母小百合也委託他分析聖遺物。然而這個聖遺物也是大亞聯盟覬覦的目標……

達也住處被駭客嘗試入侵。達也認為對方的目標是魔法論文的研究資料，而且正如預測，開始有人跟蹤他們，或是使用奇妙的術式探索校內。另一方面，艾莉卡的哥哥千葉壽和正在調查橫濱與橫須賀的非法入境案件，並且被意外的人物要求協助。

在準備論文競賽的過程中，紗耶香發現行跡可疑的少女，在艾莉卡等人的協助之下逮捕這名少女平河千秋，經過花音的詢問得知是基於對達也的私怨。不過艾莉卡察覺千秋的事件是誘餌，和雷歐私下展開行動。

達也在機器人研究社處理論文競賽用的程式時，突然遭受睡意襲擊。主謀是之前和鈴音爭奪參賽權的一科生關本勳，他企圖偷竊論文競賽的程式，後來被花音與達也聯手逮捕。另一方面，人在醫院的摩利與千葉修次，遇見大亞聯盟的刺客呂剛虎。

大亞聯盟的特務部隊接連出現在橫濱各處。論文競賽會場也成為目標，但是達也擊退恐怖分子。得知敵方勢力比想像中強大的達也，和真由美與十文字等人會合。就在討論今後方針的這時候，出乎意料的人物出現在他們面前……

橫濱化為戰場，魔法科高中的學生們奮勇對抗恐怖分子。深雪送達也前往獨立魔裝大隊之後，和真由美與市民們一起避難，卻被直立戰車擋住去路。在逃離用的直升機抵達之前，為了保護人們，深雪等人分成兩路對付當前的敵人。

獨立魔裝大隊組織的飛行部隊接連殲滅恐怖分子。達也使用「分解」與「重組」的英姿也令敵人膽戰心驚。同一時刻，深雪等人順利搭乘直升機要離開橫濱，卻在得知魔法協會分部的危機之後改變路線。在分部所在的港灣高塔，呂剛虎正嚴陣以待。