Mahou Shoujo Madoka★Magica comienza con Madoka Kaname y Sayaka Miki, dos chicas de secundaria corrientes cuyas vidas rutinarias se ven trastocadas cuando conocen a Kyuubey, un familiar mágico de aspecto felino, y a Homura Akemi, la nueva alumna de intercambio, reservada y callada.
Kyuubey les propone un trato imposible: conceder un deseo y, a cambio, convertirse en chicas mágicas, obteniendo el poder de luchar contra las brujas y proteger el mundo. La promesa resulta tentadora, pero Homura advierte de que el acuerdo conlleva un coste terrible y de que no todo en la oferta de Kyuubey es tan inocente como parece.
Mientras las chicas se enfrentan al vértigo de la esperanza y al peso de la desesperación, Mahou Shoujo Madoka★Magica sigue el crecimiento de su amistad, sus sueños enfrentados y la dura realidad oculta tras el ideal de las chicas mágicas. Lo que al principio parece una fantasía familiar pronto se convierte en una tensa lucha por el sacrificio, la confianza y el precio de hacer realidad un deseo. La serie construye su mundo en torno a los lazos emocionales entre Madoka, Sayaka y Homura, mientras el misterioso propósito de Kyuubey convierte su decisión en algo mucho más peligroso que un simple pacto.