作为魔法少女，来自宝崎市的初中生环彩羽过着与魔女战斗的日子。但是，彩羽忘记了她成为魔法女孩时的愿望。有一天，彩羽从保持着联系的黑江那里听到了“去到神滨，魔法少女就可以得救”的传闻。在与遭遇的魔女战斗时，彩羽意外地来到了神滨……

彩羽想起了自己的愿望是治好妹妹“忧”的病。但回想起愿望的彩羽周围，却没有任何消失的妹妹存在过的痕迹。寻找妹妹的情报而到了神滨市的彩羽遭到了魔女袭击，不过三人组魔法少女桃子、玲奈、枫帮助了她。玲奈和枫的学校最近流传着“绝交阶梯”的传言。桃子一行人认为绝交阶梯的传言可能与魔女有关，正当进行调查的时候……

玲奈在绝交阶梯上写了枫的名字。向玲奈道歉的枫，如绝交阶梯的传言所说的那样，被锁链的怪物抓走了。为了找回枫，桃子一行人采取了引诱锁链的怪物出来的作战方法。八千代应桃子的帮助请求，也与她们同行。但是八千代认为彩羽会碍事，反对带她参与和锁链的怪物的作战。

为了得到了关于妹妹——忧的线索，彩羽决定调查神滨市的传言。彩羽经美玉的介绍，遇见了中华饭店“万万岁”的女孩鹤乃。因为与传言有关，鹤乃寻求了某个人物的帮助，但前来帮忙的人竟是八千代。八千代据说对神滨市的传闻很熟悉。三人认为“通灵神社”或有嫌疑……

在通灵神社的绘马上，写下了妹妹——忧的名字，八千代写下了曾经的挚友美冬的名字。如传言所说那样，忧和美冬出现了，但两人实为歪曲的赝品。彩羽和八千代受到了假的美冬以及身为通灵神社之主的马的怪物的袭击，陷入绝境。灵魂宝石浑浊、意识模糊时，彩羽身上发生的变化是……

彩羽在神滨市工匠区迷路了。在街头，有人向她推荐能带来幸运的“猫头鹰幸运水”，她没多想就喝了。一个名为菲莉希亚的魔法少女也喝了同样的猫头鹰幸运水。两人所到之处，遭遇的尽是些奇妙的幸运的事件。为报酬而工作的佣兵菲莉希亚，当了寻找妹妹——忧的彩羽的专属佣兵，然而……

菲莉希亚被藏身传言的阴影中的组织“Magius之翼”劝诱。菲莉希亚出卖了彩羽等人，加入Magius之翼一方。杏子也同样接受劝诱，进入了Magius之翼。另一方面，彩羽等人依靠菲莉希亚留下的痕迹，走进了Magius之翼潜藏其中的下水道。据说猫头鹰幸运水的倒数归零时，足以抵消幸运的巨大的不幸将会来临……

搬到三日月庄的彩羽，转学到神滨市立大附属学校。但一起上学的小枫仍然联系不上。还没有适应新学校的彩羽，和班上孤立无援的玲奈一起在屋顶上吃便当。玲奈给搜集着传言情报的彩羽讲了“透明人”的传言和“孤独的尽头”的传言。另一方面，彩羽也从鹤乃那里听说了她从万万岁的常客听来的关于“电波少女”的传言。

相信着“所有的传闻都相互关联”的彩羽，尝试着给不断发来的骚扰邮件回了信。骚扰邮件的发件人名为“爱”，声称希望彩羽来“孤独的尽头”消灭自己。但同时，监禁在“孤独一人的尽头”的少女——二叶莎奈，正满足于在“孤独一人的尽头”中的生活。

为了将莎奈解放，爱选择了消除自己。Magius正是利用传闻的特殊空间来饲育魔女的，由于“孤独一人的尽头”破灭，被激怒的阿莉娜对彩羽等发起无差别攻击。此时麻美与美冬共同出手，阻止了暴动不安的阿莉娜……

彩羽造访了隐瞒自身为Magius之翼身份、生活在水名女学园中的月夜，拜托月夜安排自己与妹妹的朋友柊音梦见一面。月夜答应会与美冬商议。另一边，习惯了住在三日月荘的莎奈，提议要给八千代准备一份惊喜……

把烦闷的八千代抛下，彩羽她们前往了记忆博物馆。等待着彩羽的，是她的妹妹——忧的朋友，里见灯花。灯花为彩羽她主持关于魔法少女的真相的讲座。另一边，被过去的记忆推动，八千代决定追上彩羽。但那时，彩羽参加了Magius准备的实景体验学习。

拒绝Magius之翼邀请的彩羽与八千代会合，前去寻找被带走的鹤乃她们。然而，一心认为自己的愿望招致了大家不幸，八千代告诉彩羽小队解散了。在崩落的记忆博物馆中，试图逃出的二人遭到姿态全然改变的麻美袭击。