To Aru Kagaku no Railgun S คือภาคต่อที่ยกระดับความเข้มข้นของเรื่องอย่างเห็นได้ชัด จากซีซั่นแรกที่เน้นการสืบสวนคดีและชีวิตประจำวันของเหล่าเอสเปอร์ สู่เรื่องราวที่ดำดิ่งสู่ด้านมืดของ Academy City ผ่านมุมมองของ มิซากะ มิโคโตะ เอสเปอร์ระดับ 5 ผู้มีฉายา "Railgun" เมื่อเธอค้นพบความจริงอันน่าสะพรึงเกี่ยวกับโครงการลับ Sisters Project ซึ่งใช้ DNA ของเธอสร้างร่างโคลนจำนวนมหาศาลเพื่อนำไปเป็นเหยื่อในการทดลองสุดโหดเพื่อพัฒนาผู้มีพลังระดับ 6

เมื่อมิโคโตะได้พบกับเหล่า "น้องสาว" ที่เป็นร่างโคลนของตัวเอง เธอเริ่มรู้สึกผิดที่เคยบริจาคข้อมูลทางพันธุกรรมเพื่อการวิจัยโดยไม่รู้ว่าจะถูกนำไปใช้ในทางที่ผิด ด้วยความตั้งใจที่จะหยุดยั้งโครงการนี้ เธอต้องเผชิญหน้ากับองค์กรลับ นักวิทยาศาสตร์ผู้ไร้มนุษยธรรม และศัตรูที่แข็งแกร่งที่สุดคนหนึ่งของเมืองอย่าง Accelerator การต่อสู้ครั้งนี้ไม่ใช่แค่การใช้พลังไฟฟ้า แต่ยังเป็นบทพิสูจน์ความกล้าหาญ ความรับผิดชอบ และการเสียสละของมิโคโตะอีกด้วย