小魔仙夏乐彤、颜可可、白尹玥带着她们的穿梭精灵伙伴，布丁、咪噜和鹿比，守护着灵春之庭、幻夏之屿和暖秋之苑。来自凛冬之崖的守护者司齐，在夜落的蒙蔽和蛊惑下，帮助他突破了冰墙封印。恢复自由的夜落为了获取强大的自然能量，抢夺蝶梦星，企图让黑暗笼罩四季。悔恨不已的司齐为了对抗夜落，加入小魔仙，并进入星缘中学学习知识。开阔了眼界的他，逐渐发现自然的奥妙，汇聚了属于自己的蝶梦星。在这个过程中，他和小魔仙彼此包容，共同对抗夜落，建立了新的羁绊。四季循环，生生不息，最终，她们凭借强大的意志，和守护四季的信念，集齐十二颗蝶梦星，用四季的自然能量，打败夜落，化解了黑暗危机。
平凡的中学生鹿目圆（悠木碧 配音）有一个美满的家庭，在生活中她是个性格温顺又有爱心的好孩子。转学生晓美焰（斋藤千和 配音）的出现打破了小圆平静的生活，这个性格酷酷又体弱多病的黑长直少女似乎对小圆有着什么难言之隐。命运中的相遇出现了，小圆在路边救下了一只浑身是伤的奇怪动物 ，没想到这只动物居然会说人类的语言。它告诉小圆它的名字叫丘比（加藤英美里 配音），并且提出了一个特殊的要求，它希望小圆能够和它签订契约成为魔法少女。
魔法——這不是傳說或童話的產物，而是發展至今將近一個世紀的現實技術。今年春天，持有施展魔法能力的「魔法師」培育機構「魔法科高中」，某位少女將入學就讀。容貌秀麗、完美無缺的優等生——她的名字叫「司波深雪」。深雪夢想著和一同入學的哥哥——達也過著親密的高中生活，但擋在她面前的是一科生與二科生——優等生與劣等生的高牆……!? 由愛慕哥哥之心更勝親情的妹妹——深雪的視角所鮮活描繪的，另一個「魔法科高中」在此上演。
