故事发生于普遍使用“辉砂”以及其结晶体“辉石”作为动力的城市·玛姆盖斯提尔。 运用辉砂与辉石、以咒语或旋律来发动魔法的少女被称为“魔女”，进行着歌唱活动以及驱除怪兽，被人们所敬仰着。 晓之魔女所创设，齐聚了见习魔女们的学校，芙劳拉女子学院。 梦想成为出色魔女的少女·缇亚拉来到了这所学院的门前。
在科技发达的未来，网络上流传着一种真假不明、被称为“全息幽灵”的奇怪现象。初中一年级的天之河宙因为启动了父亲留下的被称为“数码暴龙机”的神秘设备，开始能看到大家看不见的未知生物“数码宝贝”。父亲将一只顽皮的数码宝贝“伽马兽”托付给宙，自那天起，宙便被卷入了各种奇怪的事件之中……
1989年，日本。 乔纳森·乔斯达与DIO决战后的一百年，DIO复活了。同时，乔瑟夫的孙子，空条承太郎发现自己有幽波纹（替身）能力，DIO的复活影响了没有替身抵抗能力的母亲，陷入病危情况；为了拯救命在旦夕的母亲，承太郎与乔瑟夫出发前往DIO的所在地——埃及。
昭和58年初夏，在远离都市的山中小村雏见泽，从早到晚夏蝉们都在欢快地合唱它们的主题曲。圭一、礼奈、魅音、沙都子、梨花、诗音等社团成员明快的声音，也在雏见泽上空回荡。然而，梨花的脸上却浮现出悲哀的表情。因为每年6月举行的绵流祭又将临近，过去绵流之日的惨剧已经持续了4年。每年都会有一个人死亡，一个人下落不明，被称为“雏见泽连续怪死事件”。今年惨剧也将发生，但梨花她们仍试图切断惨剧循环的锁链……
2013年，瑞士的原子核研究机构“CERN”—— 在希格斯玻色子这一发现的暗影之下，某个秘密计划启动了。 这一计划的名称是“Niantic计划”。 其目的是研究干涉人类精神的未知物质。 被称为“奇异物质（XM）”的这种物质， 自古以来就感应着人们的精神及能力，甚至给人类的历史带来了极大的影响。 世界各国的机关暗中进行着这项研究。 XM被视为人类的希望或是威胁， 大国及巨大企业为此而爆发了争夺战。 接受XM的力量，并准备将其利用于人类进化的“启蒙军”。 将XM视为威胁，并准备控制它的“反抗军”。 世界划分为这两大阵营，至今仍在持续着争斗。 在这个世界发生的争斗背后，正是XM的存在。 之后，2018年——。 以东京和世界为舞台，围绕着XM的新战斗开幕。 将动画、在线位置信息游戏以及现实连结起来， 从未体验过的全新“增强现实娱乐”开始了。
