Một năm sau Đợt Nổi Loạn Đen (Black Rebellion), Zero, kẻ thù số một của Thánh Chế Britannia nay đã chìm vào quá khứ trong sự hả hê của Britannia cũng như sự tiếc nuối của người dân Nhật Bản. Trong R2, nội dung được mở rộng ra cả thế giới khi nói đến Liên Bang Trung Hoa và Liên Hiệp Châu Âu
Trong tưong lai rất xa, con người rời bỏ trái đã hoang tàn để chuyển đến một nơi gọi là "Thiên Đàng". Nhưng Thiên đàng đã bị sụp đổ sau một cuộc chiến tranh, buộc con người quay trở lại trái đất. Tuy nhiên, trái đất lúc này đã trở nên cực kỳ khắc nghiệt. Chỉ còn một phần nhỏ đất đai gọi là "Cực Đông" mà con người có thể sinh sống. Trước tình hình đó, con người đã tạo ra một thế giới song song tại đây để dân chúng tiếp tục an sinh. Tuy nhiên, thế giới này cũng bị va chạm với thế giới thật và sụp
Tiếp theo Season 1, Season 2 này sẽ đi sâu vào câu truyện về các Sister. Là những cảm xúc và hành đồng nhất thời của Mikoto Misaka khi cô phát hiện ra kế hoạch Sister. Kế hoạch được vạch ra để đưa Level 5 Accelerator lên Level 6.
3 bé moe lập ra CLB Jersey (Jersey là loại đồ bó sát người) có thể điều khiển 3 con robot được cho là có sức mạnh hủy diệt cả thế giới.
Trong một thế giới chuộng vẻ bề ngoài, một học sinh cấp ba lạc loài sống cuộc sống hai mặt bằng cách thay phiên dùng hai cơ thể có ngoại hình đối lập hoàn toàn.