Festival Daihasei telah dimulai, dan tentu saja itu berarti bahwa SMP Tokiwadai-sebuah sekolah menengah pertama khusus perempuan yang bergengsi-juga ikut berkompetisi. Terlepas dari partisipasi "Ace of Tokiwadai", Mikoto Misaka, para siswa lain yang berpartisipasi masih mengerahkan upaya terbaik mereka untuk menang, tidak peduli betapa mustahilnya hal itu terlihat melawan kekuatannya yang luar biasa. Namun, tidak semua hal itu menyenangkan dan penuh dengan permainan. Karena festival ini, Kota Akademi terbuka untuk dunia luar, dan berbagai faksi mulai merencanakan cara untuk menyusup ke kota. Misaka tampaknya berada dalam radar mereka, dan seiring berjalannya festival, orang-orang yang mengintai dari balik bayang-bayang mulai bermunculan... Toaru Kagaku no Railgun T menghadirkan kembali Tokiwadai Ace dan teman-temannya saat mereka menyelam lebih dalam ke sisi gelap Academy City. Dari serangan teroris hingga proyek bawah tanah yang kejam, apa pun bisa terjadi di kota ini.