Phần 4 của bộ phim. Sau hơn 150 năm rơi vào bế tắc giữ hai siêu cường liên sao, Đế Quốc Ngân Hà và Liên Minh Các Tiểu Hành Tinh Tự Do, một thế hệ lãnh đạo mới đã xuất hiện: Thiên tài quân sự Reinhard von Lohengramm của phe Đế Quốc, và nhà sử học của phe Liên Minh, Yang Wen-li.
Sora Kuroi sống một cuộc sống yên bình mặc dù không có ký ức về quá khứ của mình. Nhưng một ngày, thành phố của anh đột nhiên bị tấn công bởi một cỗ máy khổng lồ được gọi là "Vũ khí Nebula". Cùng với Thầy giống mèo và cô gái lolita gothic Ginko, anh ta bị kéo vào cuộc chiến, nhưng anh ta kết thúc với kẻ thù của bảy anh hùng đang làm việc để bảo vệ thành phố. Lý do chiến đấu của Soya bị khóa chặt trong ký ức của anh là gì?
Ngày còn nhỏ, Daisuke Dojima đã từng bị bắt cóc, sau đó được một cô gái kì lạ giải cứu và nói những lời tiên tri ấy với cậu. Thế nhưng không ai tin lời cậu nói cả. Dù vậy cậu vẫn tin theo lời tiên tri ấy dù cho người khác có nói gì.
Tiếp theo Season 1, Season 2 này sẽ đi sâu vào câu truyện về các Sister. Là những cảm xúc và hành đồng nhất thời của Mikoto Misaka khi cô phát hiện ra kế hoạch Sister. Kế hoạch được vạch ra để đưa Level 5 Accelerator lên Level 6.
Trong cốt truyện gốc của game, một idol ảo sử dụng những bài hát mà người dùng nhập vào đã có được nhận thức qua sự ảnh hưởng của cảm xúc và sự bất mãn với hiện thực của người dùng. Mong muốn cứu lấy loài người - cô tin rằng họ luôn đau khổ - cô sử dụng những bài hát để dụ mọi người vào thế giới ảo có tên là Mobius