Hayase Nagatoro, estudante do ensino médio, adora passar seu tempo livre fazendo uma coisa: intimidando seu senpai.

A história do filme começa quando Arata toca inadvertidamente "Hermes Apocrypha", Grimoire de Lilith. De repente, ele é envolto por uma luz branca brilhante, e uma menina aparece diante dele. Ela se chama Lilim e trata Arata e Lilith como seus pais. Ao mesmo tempo ela aparece, algo muda no mundo. A Proibida Biblioteca Eterna desperta. Na Biblioteca é selado o culminar final da Alquimia, o Senhor Branco Demônio. O Lorde do Demônio Branco trama para eliminar Arata e a Trindade Sete para usurpar a posição de Demônio Senhor. Bristling com poder incalculável, o White Demon Lord ataca Arata, e desencadeia uma crise desesperada onde Arata e Trinity Seven devem salvar o mundo nesta última batalha.

Tokaku Azuma has just transferred to the elite Myoujou Academy, a private girls' boarding school. But there's a catch: she, along with 11 of her fellow students in Class Black, is an assassin taking part in the challenge to kill their sweet-natured classmate, Haru Ichinose. Whoever succeeds will be granted their deepest desire, no matter the difficulty or cost. However, each assassin only gets one chance; if they fail to kill her, they will be expelled. Despite the extraordinary reward, Tokaku decides to take a different course of action. Though Haru is her target, the young assassin soon finds herself drawn to the very girl she is supposed to kill. With the entire class out for Haru, Tokaku refuses to let her friend die, vowing to protect her from a growing bloodlust.

In Toaru Kagaku no Railgun T Mikoto Misaka and her friends prepare for the Daihasei Festival, a seven-day sports competition between different Esper schools, which, of course, also include the Tokiwadai middle school.