Mahou Sensou sigue a Takeshi Nanase, un estudiante de kendo de secundaria cuya tranquila vida se desmorona cuando encuentra a una chica inconsciente con un uniforme extraño y, por accidente, se convierte en mago. Ese único encuentro lo arrastra a un mundo oculto en el que los magos conviven con la gente corriente, y donde la frágil línea que separa a ambos bandos ya se resquebraja por viejos rencores y una hostilidad abierta.
Arrastrado más a fondo en ese conflicto por Mui Aiba, Takeshi ingresa en la Academia de Magia Subaru y se ve obligado a aprender con rapidez cómo sobrevivir en una sociedad que considera la magia tanto un poder como un arma. Allí conoce a Kurumi Isoshima y Kazumi Ida, y los tres empiezan a lidiar con habilidades desconocidas, misiones peligrosas y la amenaza constante de los violentos Ghost Trailers. Mientras algunos magos defienden la coexistencia y otros impulsan la dominación, Takeshi y sus aliados quedan atrapados entre ideales enfrentados y una guerra que podría engullir ambos mundos. A medida que aumentan las tensiones, deberán entrenar, confiar unos en otros y encontrar la forma de detener el conflicto antes de que se descontrole.