พันโท ยางามิ ฮายาเตะ ก่อตั้งแผนกปฏิบัติการที่ 6 ขึ้นหกปีหลังจากเหตุการณ์เริ่มแรกที่เกี่ยวข้องกับวัตถุลึกลับลอส โลเกียร์ แผนกนี้ถูกสร้างขึ้นเพื่อจัดการกับเหตุการณ์ในอนาคตที่เกี่ยวข้องกับโบราณวัตถุ โดยมีผู้บังคับการทาคามาจิ นาโนฮะเป็นผู้สอนหน่วย หนึ่งในเด็กฝึกหัดคนใหม่คือสุบารุ นากาจิมะ ซึ่งนาโนฮะเคยช่วยเหลือไว้ร่วมกับเทีย คู่หูของเธอ Subaru มาพร้อมกับคู่หูของเธอ Caro เช่นเดียวกับ Ru, Lucia ผู้อัญเชิญมังกร, Erio และ Mordial เด็กภายใต้การดูแลของ Fate อย่างไรก็ตาม ภัยคุกคามใหม่ได้เกิดขึ้นในรูปแบบของ Gel Scalietti อาชญากรจากมิติอื่นที่ครอบครองเครื่องจักรสงครามของมนุษย์สิบสองเครื่อง นอกจากนี้ Vivio ลูกสาวบุญธรรมของ Nanoha ยังเป็นปริศนาที่ต้องไขให้กระจ่าง