2014年，讨厌机械的高中生·夏目亮为了改变自己而迈出了那一步。然而，他却死于卡车之下——。然后2030年的东京港湾，潜入了未知兵器“EX-ARM”的交易现场的警察·上园美波与人造人·阿尔玛这一搭档遭到了装备着“EX-ARM”No.08的敌人的袭击。她们为了打破这一绝境，强制启动了从敌人手中夺走的“EX-ARM”No.00……
魔术师与英灵为夺取能如愿所偿的愿望机“圣杯”而展开圣杯战争。日本的第五次圣杯战争结束后的几年，在美国西部的城市雪原市被观测到有新的圣杯战争预兆，集结的魔术师与英灵……缺失的职阶，无法被选中的英灵，暗中涌动的国家，为战斗造起来的城市。
动画舞台设定在1999年、14岁的明智安娜从2027年穿越回1999年的真未来市、在那里她结识了同为14岁、憧憬成为名侦探的少女小林未来、两人目睹了幻影怪盗团夺走人们珍贵之物、令众人陷入困扰的情景后决定挺身而出，变身为名侦探光之美少女。
