主人公は都立中学に通う中学２年生の上井京子。シングルマザーの母親と２人暮らし。勉強も運動もできる秀才だが、小学生の時に秀才であることを理由にクラスの女子に妬まれていじめを受け、転校した過去がある。それ以来、上井はテストの点もわざと平均程度を取り、運動能力を普通程度のフリをして、他人から目を付けられないように学校生活を過ごしている。 ある日、上井は学校から帰る途中、ゴスロリのドレスを着た女の子に会い挨拶を交わす。すると近くにいた女性刑事にパトカーに乗せられ、「先ほどの子は魔法少女であり、魔法少女が見えるということは上井も魔法少女である」と告げられる。 実際、その前の週に上井は変質者に襲われた際に、無意識に魔法少女に変身して変質者を倒していた。ただ、魔法少女に変身したのは自分の記憶違いであると上井は思っていた。 女性刑事は「普通の人間には見えない魔獣というものが存在し、魔獣が悪人に取り憑くことで悪人が凶悪化し、凶悪犯罪を多く発生させている」ことを上井に説明し「魔獣を排除できるのは魔法少女だけであり、犯罪撲滅、治安維持のため警察と協力して魔獣を排除してほしい」と上井に要請する。結局、警察に協力する魔法少女になれば、奨学金として月額２０万円を受け取れることから、家計を助けるために上井は申し出を受ける。その場合は全寮制の女子校に転校することが条件となっており、上井は転校にも同意する。 その後、上井はルームメイトの魔法少女や女性刑事たちと協力して、魔獣に取り憑かれた人間が起こす犯罪事件を解決する魔法少女として活躍していく。