Bilimsel ilerlemenin ön saflarında yer alan ve esper gelişim programına ev sahipliği yapan Öğrenci Şehri (Academy City). Şehirdeki en güçlü yedi "Seviye 5" esperi arasında, üçüncü sırada yer alan ve "The Railgun" olarak bilinen bir elektrik manipülatörü olan ortaokul öğrencisi Mikoto Misaka bulunuyor. Şehirde garip olaylar yaşanmaya başladığında, her suçun, kullanıcının esper seviyesini yükseltti

Bilimsel ilerlemenin ön saflarında yer alan ve esper gelişim programına ev sahipliği yapan Öğrenci Şehri (Academy City). Şehirdeki en güçlü yedi "Seviye 5" esperi arasında, üçüncü sırada yer alan ve "The Railgun" olarak bilinen bir elektrik manipülatörü olan ortaokul öğrencisi Mikoto Misaka bulunuyor. Şehirde garip olaylar yaşanmaya başladığında, her suçun, kullanıcının esper seviyesini yükselttiği söylenen efsanevi bir cihaz olan gizemli "Level Upper" ile bağlantılı olduğunu keşfeder. Durum tırmandıkça, Level Upper'ın göründüğünden daha fazlası olduğu ve Öğrenci Şehri'nin göz kamaştırıcı bir ütopya gibi görünen halinden çok daha çarpık bir yer olabileceği anlaşılır. Toaru Kagaku no Railgun, Mikoto ve arkadaşlarının Level Upper meselesine karışmasıyla kendilerini buldukları tehlikeli durumlar üzerine odaklanıyor. Mikoto'nun da dediği gibi, "Bu şehirde asla sıkıcı bir an olmaz."