絶滅の瀬戸際にある惑星エルトリアは、キリィ・フローレンと彼女の姉アミティー、そしてそれを救おうとする科学者として働く両親だけが住む場所です。家族は、致命的な病に倒れた父親の治療を受けるために世界を離れる必要があります。
医療を受けても、キリィの父親が生き残る確率は低い。彼女は父とエルトリアを放棄しない決意で、姉の命令に逆らい、静かな惑星地球へ逃げて助けを求める。地球で彼女は幼馴染のアイリスと協力し、惑星の魔法守護者—高町ナノハ、フェイト・テスタロッサ、そしてヤガミ・ハヤテ—を探し出す。
これらの守護者はキリィの目的への鍵を握っており、彼女はそれを確保するために何事も辞さない。しかし守護者たちは協力を渋り、彼女の任務は困難になる。やがてアミティーが地球に到着し、キリィの軽率な行動を止めて彼女を引き戻そうとする。これにより、既に脆弱な状況にさらに緊張が加わる。旅はキリィに最も深い恐怖と向き合わせ、愛の限界を問い直させる。