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某科学的超电磁炮
总人口230万人，蔓延东京西部的巨大都市。因为学生约占其中人口的八成而称为“学园都市”的这座城市，正在进行着透过扭曲世界法则来引发超常现象的力量——超能力的开发。 接受特殊课程而获得能力的学生们，根据定期的“身体检查”，被分为“无能力（Level 0）”到“超能力（Level 5）”等六个阶段，位于顶点的就是七名的“超能力（Level 5）”。 位于其顶点的，就是被誉为最强的七名“超能力者”。其中之一的御坂美琴是能够自由操纵电力的“电击使”中最上位的能力者，拥有“超电磁炮”之名的她是在常盘台中学就读的14岁女子中学生。作为后辈，同时是“风纪委员”的白井黑子，景仰大小姐的初春饰利，和她那喜欢都市传说的朋友佐天泪子。这样的同伴们一起过着和平但又有点奇妙的日常生活，而这时一年一度的盛大活动迫近了。 “大霸星祭”。7天时间里，能力者们以学校为单位展开激战的巨大体育祭。期间，学园都市的一部分向公众开放，在面向全世界转播的这场盛大活动面前，每个人都情绪高涨。但在华丽的舞台背后的蠢蠢欲动，却完全没有注意到——
要向全世界转播的“大霸星祭”，由学园都市所有的学校参加，而且要连续7天举办。在这一盛大活动前夕，街上充满了节日的气氛，美琴和初春、佐天去看望了因“残骸”事件而身负重伤的黑子。住院中的黑子担心美琴因为自己的原因不能享受“大霸星祭”，所以三个人不由得担心起她来。在听说黑子要提早出院参加“风纪委员”活动，初春决定要连黑子的份一起努力并且干劲十足。在这样的日常背后，让“超能力者”来参加“大霸星祭”开幕式的选手宣誓的企图正在进行，他们马上开始尝试对7人的询问……。
平安无事（？）开幕式结束后，终于开始了“大霸星祭”。佐天听到了某个都市传说——“不在金属”的传闻，为此还挨了黑子的一顿训斥。另一方面，美琴本来应该与黑子一起出场的双人竞技，根据黑子本人的安排改与婚后以风神·雷神组合出场。在学园都市内外的观众们享受着由这些能力者们展开的竞技比赛时，背后却暗流涌动……。
因为偶然被误认为是美琴，御坂妹作为常盘台中学的选手参加了气球猎人的比赛。以能力者质量取胜的常盘台中学的各位选手气势十足，比赛伊始就被认为会在采取消极策略的对手学校面前轻松取胜，但却不知为何接连出现落败者。那时对方学校的智囊——马场的奇策。其实作为暗部组织“成员”一员的他，为了某项任务，收集常盘台中学的选手们的详细数据，推敲出周密的对策。在这种情况下，活用了某“实验”经验的御坂妹快速进攻。对此，马场向大家传达了限制“御坂美琴”的策略，并策划达到自己本来的目的……。
佐天为寻求“不在金属”而继续调查。初春对网上除了有很多不确定的异常信息，就连佐天看过的网页也找不到了而感到很不协调。不顾初春的担忧，佐天感觉到了“阴谋”的气息，便前往雾丘运动场探索。然而，出现在她背后的，是数名身穿防护服的人影——。在这样的骚动当中，一天的比赛全部结束。在大家尽情狂欢过作为“大霸星祭”夜晚精华的夜间巡游后迎来而第二天清晨，美琴被湾内问及体操服的事。因为不知道在御坂妹身上发生了什么事情，美琴无法抑制心中的不安，于是开始追踪她的下落――。
美琴追踪御坂妹的下落未果，被食蜂派系的人监视，本想将事情托付给黑子，却发现黑子等人关于自己的记忆被食蜂篡改。无奈之下美琴向婚后寻求帮助，婚后在寻找御坂妹过程中发现了御坂妹的小黑猫，在等待能和动物沟通的心灵系能力者时被马场以有御坂美琴妹妹消息的借口带到无人处，婚后为保护小黑猫被马场注射了纳米机器人而昏迷。正当马场要离开时，恰巧目睹了婚后行踪的佐天带着泡浮和湾内赶到……
佐天带着受伤的婚后到了安全的地方，而泡浮和湾内拖住了马场和他的机器人大丹犬。 美琴发现佐天和婚后一起在救护车中，对婚后的受伤感到自责，并决定将事情拨向正确的轨道……
随着婚后摆脱了危险，泡浮也完成了让她的心理医生朋友探寻小猫记忆的任务。 佐天听到的声音使她停顿了一下，然后她向黑子寻求建议。 警策面对美琴，向她询问着御坂妹的情况……
美琴和食蜂没有直接吵起来的原因：美琴察觉到肥胖少年（马场芳郎）与护士服少女（警策看取）和食蜂不是一伙儿的，甚至倒不如说食蜂也是他们的敌人；此外，美琴还有很多情报要问食蜂，时间紧于是先上车。 关于御坂妹妹的事情，食蜂操祈是恰恰碰到了晕倒的御坂妹妹，而为了帮助对方，她才带走御坂妹妹的。
御坂美琴真的非常的优秀，无论是能力还是做人方面。尽管身为长盘台的大小姐，但是还是十分平易近人。与无能力和低能力的泪爷和初春玩的都很好，身边更是有一个会空间移动的黑子。身为LV. 5等级的超电磁炮，御坂美琴可以说是当之无愧的强大。同在一个学校的另一位LV. 5食蜂操祈，利用他强大的能力控制了学生和老师，就是为了限制住御坂美琴的行动。
木原为了强制炮姐成为绝对能力者真的是步步为营，在食蜂和炮姐的尽力阻止下木原的计划还是得以实施，炮姐被迫进化为Lv6。原本食蜂和炮姐根据得到的情报到达会场想要寻找控制住木原幻生，但是在她们捉到木原的时候才发现这只是一个易容的冒牌货。
上条当麻被丢到空中落下的时候，是削板军霸冲过去用公主抱的姿势保护上条当麻不受伤害的，如果只是接住就算了，但上条当麻还脸红了，不仅脸红了，还发出来奇怪的声音。此时的御坂美琴因为被木原幻生控制变成了进阶到Level6的状态中，但现在的状态并不是在真正的Level6，只是正在进化的过程，仅仅达到了Level6的2%的状态，上条当麻在知道御坂美琴的情况后，心急火燎地赶来救援，想要用自己的右手把御坂美琴从这个进化的状态救出来。
木原幻生稳步向自己的目标迈进。认为只有自己可以阻止对方的食蜂想要凭借才人工房的陷阱缠住幻生，但是结果却并不乐观。另一方面，黑子真实还原OP与警策看取缠斗，军霸和当麻这边则负责拖延美琴升级的时间。只是不管从哪方面而言，都算不上是很顺利——
白井黑子，使用自己的超能力空间移动的时候并不是那么随心所欲。首先要涉及到所谓十一次元的空间计算，然后对心态也有很高的要求。经警策看取本人确认，黑子在使用能力时有一秒的停顿。针对这个数据，警策才制定了对策，准备在黑子无法使用能力的间隔之内用飞刀将其干掉。但是，她没有想到的是，黑子居然凭借正义感和坚强的意志直接用手接住了飞刀，最后战胜了警策。
在最终之战中，上条的右手因为接触暴走美琴的力量而涌出了形状为龙的奇异力量。这并非孤例，目前看来，已知的龙都对应了不同的文化背景，也许暗示着神话的终结。食蜂操祈读取木原幻生的记忆得到了有关多莉的关键情报。
尽管另一个多莉共享了多莉与看取和食蜂相处时的情感经历和记忆，她终究不是多莉，真正的多莉死了，这就是事实。另一个多莉的安排，只是对活着的食蜂与看取的一个救赎。小时候的警策得知“统括理事会（指着无窗大楼）是一切悲剧的根源”，后来她先是参与了对统括理事会的袭击，然后被投入少年感化院，木原幻生根据警策心中熊熊燃烧的复仇之火选中了她，准备以恶心亚雷斯塔作为复仇的成果。
御坂美琴和食蜂操析面前出现了一位蓝发耳环大佬。这位大佬居然敢公开在御坂美琴和食蜂操析旁边号称“哼，LEVEL5遇到我也是衣不蔽体，如同字面意思。”真乃神人也。这位蓝发耳环大佬被人称作BLAU ，是上条当麻的同学。其中BLAU是德语，意为蓝色。他在超炮S中曾作为呱太人偶的扮演者出现。
过去某个时间段内，大川内巡观曾挖苦嘲讽过美山写影，称他是“令人恶心的瘟神”。但美山不计前嫌，将自己的预测告知大川内，提醒她会被坠落的工字钢梁砸伤，要尽早提防并尽可能避免事件发生。然而不幸还是发生了，面对好心探望的美山，大川内暴跳如雷地攻击了他，还称美山才是事件的元凶，不许对方再次出现在自己眼前。
佐天泪子通过印第安扑克在睡梦中学习了剑球玩法，她向美琴介绍自己的技能，并告知这种技能卡片如果通过交易商贩卖或者交换就可以得到Ｓ级和Ａ级技能。美琴则担心会有奇怪技能卡片的出现。绢旗在与泷壶、麦野等人洗澡时发现自己的ｘ是最小的。当麻购物回来，给几个女孩带了东西，绢旗误以为当麻为她带了长身体的东西，于是当场把当麻暴打了一顿，气愤离去。
泪爷与芙兰达因为青文鱼罐头而结缘（因为电视广告促销，超市中芙兰达喜欢的青文鱼罐头被抢购一空。而泪爷恰好在买了最后的青文鱼罐头后，遇见了芙兰达，后来泪爷在芙兰达的百般纠缠下，万般无奈只好请芙兰达回家吃了泪爷用青文鱼制作的咖喱饭，泪爷通过美食征服了芙兰达。）之后两者交换游戏帐号成为了朋友。
芙兰达和泪子两人一起在街上走着，这时芙兰达突然遭到了偷袭，肩部中枪。街上人群来来往往，丝毫不知道敌人是谁在哪里，芙兰达只好赶紧带着同为无能力者的泪子找掩体进行躲避。正当芙兰达拿出手机想要联系麦野他们的时候，手机也被不知道哪里来的子弹打穿，只好躲进百货商场，而她们 ﻪ的一举一动都被暗杀者弓箭看在眼里。
