Anggota Asosiasi Penyihir Rin Toosaka dan Luviagelita “Luvia” Edelfelt ditugaskan untuk menemukan dan mengambil tujuh Kartu Kelas, artefak abad pertengahan yang berisi esensi kehidupan Roh Pahlawan legendaris. Untuk membantu mereka dalam misi mereka, mereka diberikan kekuatan Ruby dan Sapphire, dua Kaleidosticks hidup yang akan memungkinkan mereka untuk mengubah diri mereka menjadi gadis penyihir dan secara drastis meningkatkan kemampuan mereka. Namun, kedua penyihir itu tidak berhubungan baik, mendorong Kaleidosticks untuk meninggalkan mereka untuk mencari master baru. Mereka menemukan dua siswi muda Illyasviel von Einzbern dan Miyu dan dengan cepat meyakinkan mereka untuk membentuk kontrak. Dengan kekuatan dan tanggung jawab baru mereka, Illya dan Miyu berangkat untuk mengumpulkan semua Kartu Kelas.