性格大大咧咧，有着无论和谁都能够在短时间里熟络起来的特异功能的笨蛋少女田中望（赤崎千夏 配音）、表面上是傲娇可爱少女，实际上是一个死宅的菊池茜（户松遥 配音）、总是面无表情，没有人知道她脑袋里在想什么的鹭宫诗织（丰崎爱生 配音）、身材非常娇小，对自己的身高分外在意的百井咲久（长绳麻理亚 配音）、中二病到没救的山本美波（富田美忧 配音）、性格非常非常认真，无论什么离谱的事情都会当真的一奏（高桥李依 配音）。
故事发生在彩玉大学的理科研究室内，冰室菖蒲（雨宫天 配音）和雪村心夜（内田雄马 配音）是在这里工作的两名研究生。某日，让心夜没有想到的是，自己竟然收到了菖蒲的告白。所为万事以科学为上的理科研究生，对于爱情自然也要用符合逻辑的证据去证伪，为了证明菖蒲对自己的爱确有其事有迹可循，心夜带领着整个实验室开始了对爱的实验。每天都像佣人一样被使唤来使唤去的解说员奏言叶（原奈津子 配音）、性格反复无常，过于以自我为中心的棘田惠那（大森日雅 配音）、表面看来是个不良少年，实际上却是个死宅的犬饲虎辅（福岛润 配音），陪着菖蒲和心夜进行爱情实验的是这些可爱的研究员们。
这是一个跨越千年的故事。以表演人偶为生的青年国崎往人（小野大辅 配音）行走到了一个海边的小镇。四处游走的往人一直在寻找着“空中的少女”，这是往人的母亲逝世前曾一直对他说的话。原来流传着这样一个故事。有着翅膀的女孩被视为不幸的象征，终日被关在不见光的房间里，直到遇到那个命定的少年。二人就这样相爱了，但这恋情是不被允许的。于是女孩受到诅咒，陷入了轮回之中。往人在小镇里邂逅了少女神尾观铃（川上伦子 配音）。体弱多病的观铃和传说中的女孩极其相似。而他们的相遇如同千年前的那个传说，轮回的齿轮又开始了不休的运作…… 本片根据Key社著名的同名游戏改编，还有同名剧场版动画。
星野宫子（上田丽奈 配音）表面看来只是一个非常平凡的女大学生，实际上却拥有社交障碍，无法和人正常的交往，因此常常宅在家中，孤独的制作着华丽的Cosplay服装。星野日向（长江里加 配音）是宫子的妹妹，和姐姐阴郁的性格不同，日向非常的开朗健谈，而且深深的爱戴着姐姐。
1800年前，人类恶念凝聚而成的怪物—八歧大蛇肆虐人间，被以草薙家族为首的武术家们用三件神器封印。 现代，世界综合格斗大赛 - THE KING OF FIGHTERS（简称KOF）召开，全世界的格斗高手集聚南镇。草薙家族的传人-草薙京来到南镇之后，他敏锐地感觉到了大蛇之力的复苏，一切迹象表明KOF大赛背后隐藏着一个巨大的阴谋。 随着KOF大赛的召开，所有的队伍，抱着各自的目的，渐渐被命运之手拉到了一起。而幕后的邪恶势力已然布下了天罗地网，准备将所有的格斗家一网打尽。正义与邪恶的对决一触即发！
