一色桃宮は高校生活を始めることに胸が高鳴り、初恋を期待している。人気者でハンサムな青山真也に出会ったとき、運命が彼女を味方につける。青山は環境保護に情熱を注いでいると知り、桃宮は絶滅危惧種の特別展示会に入るチケットを使って彼にデートを申し込む機会を掴む。外出中、桃宮は不気味な光に照らされて倒れ、意識を失う。目覚めると青山の隣にいて無傷だったが、彼らは巨大な鼠のようなモンスターから逃げなければならない。桃宮は愛する人を救う決意で、隠れた力を覚醒させ、猫のような敏捷性を持つヒロインへと変身する。獣を倒した後、研究者の白銀涼と赤坂慶一郎が説明する。桃宮はミュー・プロジェクトに選ばれた――絶滅危惧種の特徴をDNAで注入された5人の魔法少女からなるチームだ。このプロジェクトは、人間にそれら種のレジリエンスを授けることで保護することを目的としている。桃宮は、各メンバーが独自の強みを持つことを知り、仲間と結集することを誓う。今、彼女はチームメイトを探し、世界征服を企む異星感染者「キメラ・アニマ」を止めるために行動しなければならない。人類が失われる前に――