Anggota Asosiasi Penyihir Rin Toosaka dan Luviagelita "Luvia" Edelfelt ditugaskan untuk menemukan dan mengambil tujuh Kartu Kelas, artefak abad pertengahan yang berisi esensi kehidupan dari Roh Pahlawan yang legendaris. Untuk membantu mereka dalam misi ini, mereka dianugerahi kekuatan Ruby dan Safir, dua Kaleidostick yang hidup yang memungkinkan mereka untuk mengubah diri mereka menjadi gadis-gadis penyihir dan meningkatkan kemampuan mereka secara drastis. Namun, kedua penyihir itu tidak memiliki hubungan yang baik, membuat Kaleidostick meninggalkan mereka untuk mencari tuan baru. Mereka bertemu dengan dua anak sekolah-Illyasviel von Einzbern dan Miyu-dan dengan cepat meyakinkan mereka untuk membuat kontrak. Dengan kekuatan dan tanggung jawab baru mereka, Illya dan Miyu mulai mengumpulkan semua Kartu Kelas.