En la Ciudad de la Academia, Kuroko Shirai, miembro de un grupo de comité moral público conocido como juicio, encuentra que su estudiante de último año en la Escuela Intermedia Tokiwadai, Mikoto Misaka, ya ha enviado algunos matones que fueron atacados, para disgusto de Kuroko. Después de los exámenes físicos en la escuela, en los que Mikoto es clasificado como un Esper, Kuroko invita a su colega Kazari Uiharu a conocer a Mikoto, y Kazari decide traer también a su amiga y compañera de clase, Ruiko Saten.

Mikoto invita a Kazari y Ruiko a su dormitorio para pasar el rato, arruinando los planes de Kuroko de celebrar su aniversario de un mes como compañera de cuarto de Mikoto. Al enterarse de que Kuroko había pedido afrodisíacos para la ocasión, Mikoto termina peleando con ella en el pasillo, solo para que ambos sean atrapados usando su poder por el temible supervisor del dormitorio Tokiwadai.

Kazari y Ruiko son invitadas por Mikoto y Kuroko a visitar School Garden, un distrito privado de Ciudad Academia donde se encuentran una gran cantidad de escuelas de élite para niñas. En el camino, Ruiko termina mojándose el uniforme y tiene que pedir prestado un uniforme de Tokiwadai. Mientras visitaban una pastelería, Kuroko y Kazari son llamados nuevamente a Judgement y se les informa de un caso en el que varios estudiantes de Tokiwadai fueron electrocutados y tenían cejas exageradas dibujadas con un marcador permanente.

Mikoto y los demás hablan sobre leyendas urbanas que han visto en Internet, incluida una sobre una mujer misteriosa que se desnuda en público. De particular interés para Mikoto es un rumor sobre un chico con la capacidad de cancelar otras habilidades, recordándole cuando conoció a Toma Kamijo durante un encuentro con un grupo de matones. Mientras está en la ciudad, Mikoto se encuentra con Tōma mientras intenta ayudar a una mujer a buscar dónde estacionó su auto.

Mientras patrullan, Kuroko y Kazari se encuentran con un par de pequeños ladrones que roban de un automóvil a plena luz del día. Sin embargo, cuando Kuroko ataca, los ladrones la emboscan y hieren a Kazari mientras se escapan rápidamente. Kazari regaña a Kuroko no solo por ignorar su advertencia, sino también por olvidar la promesa que hicieron juntos.

Cuando un Esper comienza a usar gravitones para hacer que metales de aluminio escondidos dentro de animales de peluche exploten por toda la ciudad, Judgement se esfuerza por identificar al culpable como el único Esper cuya habilidad se sabe que coincide con el nivel necesario de los incidentes que están en coma.

Mientras Judgment y Anti-Skill unen sus fuerzas para encontrar al culpable detrás de los bombardeos de gravitones cada vez más severos, Ruiko habla con Mikoto sobre el Level Upper, un objeto que se rumorea que aumenta el nivel de un Esper. Al día siguiente, Mikoto acompaña a Ruiko y Kazari al centro comercial, donde se encuentra con Tōma con la niña cuyo bolso recuperó el otro día.

Después de que Mikoto y los demás visitan a un Kazari enfermo, Kuroko siente curiosidad por saber cómo Hatsuya esper de nivel 2 tenía poderes equivalentes a los de un esper de nivel 4. Cuando Mikoto menciona la leyenda urbana de Level Upper que Ruiko había mencionado antes, Kuroko señala que esta no es la primera vez que el poder de un Esper y el nivel registrado han sido muy diferentes.

Mikoto y los demás se reúnen con la especialista de AIM, Harumi Kiyama, la mujer inmodesta que Mikoto había conocido previamente, sobre el Nivel Superior. Ruiko, que había descargado Level Upper, se lo guarda para sí misma cuando Kuroko menciona su relación con actividades delictivas. Al darse cuenta de que Ruiko se siente deprimida por ser un Esper de nivel 0, Mikoto intenta asegurarle que el nivel de un Esper no es importante, aunque esto secretamente irrita aún más a Ruiko.

Ruiko usa el nivel superior en ella y sus amigos, y se alegra solo de tener una habilidad propia. Mientras tanto, Kuroko se ocupa de más delincuentes de nivel superior y obtiene más lesiones en el proceso, manteniéndolos en secreto de Mikoto. Al recordar cuando comieron hielo raspado el otro día, Mikoto y Kuroko llegan a la conclusión de que Level Upper está usando la sinestesia para manipular múltiples sentidos a través de un solo estímulo.

Kiyama explica que usó Level Upper Network para conectar muchos cerebros como una supercomputadora alternativa ya que no se le permitió usar la supercomputadora Tree Diagram. Ella le asegura a Kazari que las víctimas serán liberadas pronto y le da un programa de cura. Cuando los Anti-Skills la bloquean, aprovecha el poder de Level Upper Network, llamado Multi-Skill, para utilizar las diversas habilidades de las víctimas para derrotarlas.

Mikoto intenta luchar contra la criatura mientras se dirige hacia una planta de energía nuclear, pero descubre que sus ataques solo hacen que se regenere y crezca. Con la red fuera de control, los usuarios comatosos de Level Upper comienzan a gritar de dolor. Kiyama explica cómo la criatura, llamada AIM Burst, es el resultado de los campos AIM de los 10.000 usuarios del nivel superior y sus pensamientos negativos.

Kinuho y Maaya les piden a Mikoto y Kuroko que las ayuden a ser modelos para un catálogo de trajes de baño en línea, y también invitan a Kazari, Ruiko, Konori y la rival de Kuroko, Mitsuko Kongō. Después de elegir sus trajes de baño, las chicas comienzan su sesión en un estudio holográfico que puede replicar varios entornos al tacto.

Ruiko, junto con otros estudiantes que habían usado el Nivel Superior, deben asistir a una clase especial en cierta escuela secundaria. Su primera lección, impartida por la pequeña maestra Komoe Tsukuyomi, trata sobre la importancia de tener una realidad personal para el desarrollo de habilidades.

Mitsuko se encuentra atacada por una pandilla Skill-Out llamada Big Spiders, pero es salvada por un hombre de pelo largo con un tatuaje de araña, cuya descripción Konori parece reconocer. Se muestra que este incidente es el último de una serie de ataques indiscriminados contra espers por parte de las Grandes Arañas, lideradas por uno que se hace llamar Wataru Kurozuma.

Mientras Konori evita ir a trabajar después de su encuentro con Kurozuma, Mikoto y los demás se encuentran con la compañera de cuarto de Konori, Aomi Yanagisako. Aomi revela que Konori fue una vez miembro de Big Spiders, que era un grupo más amigable en ese entonces y, a pesar de ser un Esper, Kurozuma le permitió quedarse, de quien se enamoró.

Después de tener un mal día, Tsuzuri hace un toque de queda en una sala de juegos donde conoce a un chico llamado Haruki Kōnoe, uno de los compañeros de clase de Kazari y Ruiko. A medida que empeoran los deberes Anti-Skill de Tsuzuri, Yomikawa le da un día libre para terminar su trabajo como maestra. Más tarde ese día, se encuentra con Kōnoe en la sala de juegos y le enseña cómo obtener un personaje secreto en su juego de lucha favorito, 'Gekisho 9'.

Después de sufrir la ira del supervisor del dormitorio una vez más, Kuroko busca venganza y se lleva a Mikoto con ella para seguir al supervisor del dormitorio en su día libre. Eventualmente llegan a un orfanato para Child Errors en Asunaro Park donde, para su sorpresa, el supervisor del dormitorio muestra un lado más amable con los niños allí.

El dormitorio de la Escuela Secundaria Tokiwadai alberga el Festival del Solsticio de Verano, un evento al que solo se puede acceder con invitación y en el que la mayoría de los estudiantes se visten como sirvientas.

El episodio comienza con un terremoto nocturno de tamaño moderado que interrumpe el estudio de Mitsuko. Después de que el terremoto disminuye, la taza de té de Mitsuko se cae misteriosamente de su escritorio, junto con toda su colección de muñecas flotando.

Tras el incidente de Poltergeist, Mikoto se pregunta si Kiyama está nuevamente involucrado, aunque Kuroko le recuerda que supuestamente Kiyama todavía está bajo custodia. Kuroko, en cambio, sospecha que Erii es la causa, ya que la mayoría de los ataques de Poltergeist han ocurrido en lugares donde ella ha estado.

Erii explica que tanto ella como Banri eran telépatas que habían crecido en un orfanato para Child Errors antes de que Banri se mudara, pero recientemente comenzó a escuchar el sufrimiento de Banri y ha estado tratando de encontrarla desde entonces. Mikoto le explica sobre el experimento Level Upper a Therestina, quien teoriza que los estudiantes comatosos de Kiyama son la causa de los incidentes de Poltergeist.

Aún sintiéndose preocupada, Kazari va a ver a Kiyama y la convence de compartir información con MAR para ayudar a sus alumnos. Sin embargo, Therestina destruye los datos de Kiyama y se niega a dejarles ver a Erii o a los niños.

Kiyama busca los remolques MAR, sin saber que son señuelos llenos de las Tropas MAR, pero Mikoto lo salva. Kuroko, Mitsuko, Yomikawa, Tsuzuri y los Anti-Skill mantienen a raya al resto de las Tropas MAR. Kiyama, Kazari y Ruiko se dirigen hacia el laboratorio de Kihara, mientras que Mikoto los defiende de Therestina, quien ataca con un gran robot gigante.

Después de un encuentro con Misaki Shokuhō, otro esper de nivel 5 de la escuela secundaria Tokiwadai, Mikoto Misaka se encuentra con Kuroko Shirai, Kazari Uiharu, Ruiko Saten y Erii Haruue mientras visitan a Banri Edasaki en un hospital.

Mikoto sueña con que científicos se acerquen a su yo más joven y quieran usar su mapa de ADN para ayudar a curar a los pacientes con distrofia muscular. A la mañana siguiente, Kuroko intenta llevar a Mikoto por un callejón para llegar al centro comercial, y se encuentran con algunas personas que pasan.

Mikoto recuerda los rumores sobre tener un clon e intenta interrogar a la chica, quien fue la responsable de distribuir los sobres para llenar los callejones que las cámaras de seguridad no pueden alcanzar con los ojos humanos.

Tres meses antes, en una instalación desconocida, un par de mujeres científicas llamadas Yumi Kusakabe y Eiga Kanmi habían asesorado el nacimiento de un clon de Mikoto, etiquetado como Misaka 9982, e instalaron sus funciones de memoria a través de una máquina similar a una cápsula llamada Testament.

Después de ayudarla de mala gana a rescatar a un gatito de un árbol, Mikoto intenta interrogar a Misaka 9982 pero no puede descifrar una palabra clave que le dio el clon. Ella la sigue en caso de que regrese a sus instalaciones, pero en su lugar terminan haciendo algunas actividades fraternales.

Mikoto desata su ira contra Accelerator, quien rápidamente deduce que ella es la original, y se enfurece aún más al ver la pierna rota de Misaka 9982 y escuchar las razones egoístas de Accelerator para participar en el experimento. Sin embargo, incluso sus ataques más poderosos se reflejan simplemente en su habilidad.

Eliminando la mayor cantidad de instalaciones involucradas con el Proyecto Nivel 6 Shift a través de la guerra electrónica antes de que ella quede fuera de sus líneas de comunicación, Mikoto comienza a pasar varias noches atacando las otras instalaciones directamente.

Con solo dos instalaciones restantes, Keitz recurre al servicio del equipo de mercenarios ITEM. Cuando Mikoto se infiltra en una de estas instalaciones, se encuentra con uno de sus miembros, Frenda Seivelun, quien le causa problemas usando cinta inflamable y muñecos de peluche que contienen bombas.

Mikoto intenta escapar de los ataques de Shizuri, lo que resulta difícil debido a que el tercer miembro de ITEM, Rikō Takitsubo, usa su habilidad AIM Stalker para ayudar a Shizuri y Frenda a atacar su posición.

Al encontrarse cara a cara con Shizuri, Mikoto usa algunas de las muñecas explosivas que Frenda dejó sin darse cuenta para compensar sus poderes debilitados. Shizuri lucha contra estas muñecas usando tarjetas de fragmentos de silicio para dividir sus láseres, pero Mikoto logra noquearla con una de las muñecas restantes.

Mikoto se encuentra con Tōma, quien parece tener problemas para recordar quién es ella, y destroza una máquina expendedora para escupir bebidas para compensar algo de dinero que le había robado. Kuroko llega a la escena y, a pesar de no estar contenta con la presencia de un supuesto 'novio', se siente aliviada de que Mikoto parezca haber vuelto a ser alegre.

Mikoto decide piratear y destruir el diagrama de árbol, la supercomputadora responsable de los cálculos del experimento, con la esperanza de poder detenerlos. Mientras tanto, Tōma se encuentra con Misaka 10032, quien lo obliga a ayudarla a cuidar de un gatito abandonado que había encontrado.

Mikoto se desespera al darse cuenta de que con Tree Diagram destruido, no tiene forma de detener los experimentos. Ella trata de aferrarse a su causa destruyendo sin piedad otra instalación, pero pierde toda esperanza cuando ve una transmisión en vivo de Misaka 10031 siendo asesinada por Accelerator.

Tōma llega a los dormitorios de Tokiwadai, donde Kuroko lo saluda de mala gana. Cuando el supervisor del dormitorio de Tokiwadai llega para una inspección, Kuroko se ve obligada a esconder a Tōma debajo de la cama de Mikoto debido a que su Imagine Breaker niega su teletransportación.

Tōma llega al sitio donde Accelerator y Misaka 10032 están peleando y declara su firme deseo de rescatar a la Hermana. Cuando comienza su pelea, Tōma inicialmente lucha contra Accelerator mientras le lanza proyectiles y provoca una explosión de polvo.

Accelerator exige saber por qué Mikoto está protegiendo a Misaka 10032, a lo que ella responde que es simplemente porque es su hermana. Antes de que Accelerator pueda intentar matarlos, Tōma logra recuperar el equilibrio y usa el resto de su fuerza para noquear a Accelerator con un último golpe.

Cuando el supervisor del dormitorio de Tokiwadai le pide que explique sus ausencias, Mikoto fanfarronea diciendo que estaba teniendo sesiones de estudio con sus amigos.

Una organización misteriosa supervisa a ITEM mientras luchan contra un grupo de robots. Al día siguiente, Mikoto y sus amigos visitan a Banri, quien pronto será dada de alta del hospital y se mudará a un departamento con Erii.

Las chicas no pueden obtener más información de Febri, quien parece ser un poco cautelosa con Mikoto y le gusta Ruiko. Después de que Febri pasa una noche con Ruiko en el departamento de Kazari, el grupo, creyendo que Febri es un error infantil,

A medida que Aiho siente curiosidad por saber cómo funcionaban los robots de seguridad sin baterías, Mii trata a Mikoto y a los demás llevándolos a los baños públicos, donde Mikoto le permite a Febri quedarse con su rara marioneta de dedo rosa Gekota de su colección.

Heaven Canceller le explica a Mikoto que el cuerpo de Febri secreta un veneno y requiere que ella chupe piruletas especiales para neutralizarlo. Mientras mantiene esto en secreto para los demás, Mikoto se encuentra con Misaka 10032 quien, después de haber visitado a Febri la noche anterior, le informa que Febri quería conocer a su hermana mayor.

Mikoto se niega a irse hasta que obtenga información de Therestina para salvar a Febri. Therestina revela vacilante que Febri es un humano artificial llamado quimioide, que sus creadores iban a exhibir en la Asamblea de Exhibición de Investigación de Ciudad Academia.

Aritomi revela que comenzó Project Chemicaloid, que creó a Janie y Febri debido a su amargura de que los espers ganan fama y reconocimiento mientras que intelectuales como él son ignorados. Para finalmente mostrar su poder, STUDY encontró una manera de producir espers en masa que traerán una revolución en Ciudad Academia mañana.

La totalidad de Judgement se une para luchar contra los robots de STUDY. Mientras tanto, Mikoto y Febri llegan a la base oculta de STUDY en un estadio. STUDY responde enviando una señal para cortar las comunicaciones de todos y enviando mechs más avanzados después de cada grupo.

En el período previo al Festival Deportivo Daihasei, Mikoto Misaka, junto con otros Espers de Nivel 5, se acercan con la oferta de dar el compromiso del atleta durante la ceremonia de apertura del festival. Mientras tanto, cuando estalla una pelea entre los equipos de porristas por el uso del escenario principal, Kazari Uiharu interviene para tratar de detenerlos.

Después de una improvisación explosiva de Gunha, el Festival Daihasei comienza con una carrera de tres patas, con Mitsuko Kongō emparejado con Mikoto en lugar de la lesionada Kuroko Shirai. Mientras Mikoto va a cambiarse de ropa después de ganar su carrera, Misaka 10032 se confunde con Mikoto y la llevan a participar en el próximo evento de Tokiwadai, Balloon Hunter, donde alguien tiene la vista puesta en ella.

Tokiwadai comienza el evento Cazador de Globos contra la escuela opuesta, que obtiene una ventaja temprana debido a la información sobre los ESPers de Tokiwadai proporcionada por el operativo MEMBER Yoshio Baba. Creyendo que Misaka 10032 es Mikoto, Yoshio envía a sus compañeros de equipo a atacarla mientras él envía un mosquito robótico para inyectarle un nanodispositivo.

Mikoto se apresura a rescatar a Ruiko de algunas personas adecuadas mientras busca Shadow Metal en uno de los terrenos no utilizados, solo para descubrir que simplemente eran oficiales de seguridad haciendo su trabajo. Mientras tanto, Kazari usa sus habilidades de piratería para descubrir el sitio donde Ruiko obtuvo el rumor sobre Shadow Metal, guardándose lo que aprendió para sí misma.

Mitsuko, que pudo reconocer a Misaka 10032 como una persona diferente, se entera de las fechorías de Misaki por Mikoto y decide buscar a Misaka 10032 en su lugar. Al encontrar un gato en la escena de la desaparición de Misaka 10032, Mitsuko se entera de que pertenecía a la hermana de Kinuho Wannai, quien va a buscar a otro esper que pueda ayudar a entender a los animales.

Yoshio usa el señuelo de la nanomáquina, que potencialmente podría usarse para ayudar a Mitsuko, a dividir a Kinuho y Ma'aya. Mientras tanto, Ruiko lleva a Mitsuko al hospital, donde Mikoto descubre su condición y, enojada, se separa de la camarilla de Misaki.

Con la ayuda de un Esper, Kinuho, Ma'aya y Ruiko descubren algunas de las circunstancias de la desaparición de Misaka 10032 del gato. Justo cuando Mikoto recibe esta información de Ruiko, se le acerca una chica llamada Mitori Kōzaku, que ha tomado como rehenes tanto a Kazari como a Misuzu.

Mikoto rastrea a Misaki, quien revela que había escondido a Misaka 10032 para mantenerla a salvo del grupo que persigue a las Hermanas para acceder a la Red Misaka. Además, revela que el hombre detrás de esto es Gensei Kihara, quien fue el defensor del Proyecto de Cambio de Nivel 6 y el peor enemigo de Misaki.

Mientras Mikoto y Misaki intentan infiltrarse en la sede de Gensei, Kuroko y Kazari se dirigen al Centro de Control Bancario para buscar más información sobre Mitori. Se enteran de que ella es declarada muerta hace 2 años.

Cuando Misaki se ve obligada a usar un potenciador de potencia llamado Exterior para llevar sus habilidades al límite y superar un atasco de tráfico, recuerda su tiempo en un centro de entrenamiento. Aquí, los científicos le pidieron que usara sus poderes para que un clon llamado Dolly la reconociera como su amiga Mi.

Tōma, al enterarse de la situación por Xochitl, recibe instrucciones de Misaki sobre cómo lidiar con Mikoto, quien es manipulada por el uso de los poderes de Misaki por parte de Mitori para atacar el edificio sin ventanas.

Al darse cuenta de que Gensei está tratando de obtener el código de desbloqueo del limitador para Exterior de ella para controlar aún más a Mikoto, Misaki intenta atraparlo solo para descubrir que posee Multiskill, lo que le permite usar múltiples habilidades. Mientras tanto, Kuroko comienza a acercarse a Mitori, enfrentándose a una oposición más dura del títere.

Trabajando junto con Gunha, Tōma usa el poder que se encuentra más allá del Imagine Breaker, finalmente deteniendo el alboroto de Mikoto y devolviéndola a la normalidad. Luego, Mikoto va a visitar a Mitsuko, quien se siente feliz al escuchar que Kinuho y Ma'aya acudieron en su ayuda.

Mitori recuerda su tiempo en una instalación donde terminó siendo amiga de Dolly antes de conocer a Misaki. Después de descubrir que Dolly era un clon que estaba siendo alimentado con drogas experimentales, fue atrapada y confinada durante varios meses, lo que generó un odio creciente hacia la junta de gobierno.

Junko Hokaze, miembro de la camarilla de Misaki, le da a Mikoto una tarjeta de Indian Poker que supuestamente permite a las personas experimentar los sueños de otras personas. Probando la tarjeta por sí misma, Mikoto experimenta el sueño de Junko, que resulta ser menos placentero de lo que esperaba originalmente.

Trabajando juntos, Kuroko logra usar su teletransportación para evitar más accidentes predichos por las precogniciones de Shaei. Mientras Judgement toma contramedidas para evitar múltiples accidentes potenciales que se predice que ocurrirán cerca uno del otro en el parque, Shaei se derrumba como resultado del uso excesivo de su habilidad.

Al encontrarse con un comerciante de Indian Poker en la calle, Saiai Kinuhata, uno de los miembros de ITEM con un complejo sobre su figura, pelea con Mikoto por una carta relacionada con algo llamado 'Busto superior'.

Después de que Ruiko termina comprando las últimas latas de caballa que quería comprar, Frenda Seivelun intenta sacarle un poco y termina cenando con ella, lo que las lleva a hacerse amigas.

A pesar de darle varios tiros a Frenda mientras los persigue hasta un centro comercial, Yumiya cae en una trampa de Frenda y Ruiko, exponiéndose a sí misma como su perseguidora.

Misaki investiga a Ryōko Kuriba, quien supuestamente ideó los planes para Indian Poker. Ella se entera de que Ryōko fue parte de su experimento usando tecnología cyborg para convertirla en dos personas antes de volver a unirse para determinar si se podía crear un alma.

Ryōko afirma que cree que destruir el cuerpo de Doppelganger podría causar una calamidad en Ciudad Academia, lo que la llevó a inventar Indian Poker como un medio para encontrar una solución. Más tarde, Ryōko se enfrenta a Doppelganger, antes de que Scavenger aparezca para tratar de detener a Doppelganger.

Queriendo evitar una pelea, la líder de Scavenger, Rita Īzumi, de alguna manera logra convencer a Mikoto de que es miembro de Judgement enviada para recuperar a Doppelganger.

Mikoto usa su habilidad para crear su gigante a partir de arena de hierro, usando sus propiedades para disparar una poderosa electricidad que puede atravesar el cuerpo de Doppelganger. Doppelganger responde obligando a Mikoto a derribar tanques de combustible para proteger a los civiles, exponiendo la aeronave en el proceso.

Al enterarse de que el objetivo de Doppelganger era acabar con su vida y destruir los datos que podrían reconstruirla, Mikoto respeta sus deseos y destruye la aeronave. Antes de que Mikoto pueda acabar con Doppelganger, uno de los intentos de los científicos de tomar a Ryōko como rehén para detenerla, le dispara accidentalmente en el proceso.