Академия-сити, город, где наука и технологии переплелись с эсперскими способностями, снова оказывается на грани хаоса. Третий сезон «Некоего научного Рейлгана» начинается с того, что Микото Мисака, третья по силе эспер в городе, сталкивается с последствиями масштабного эксперимента по созданию абсолютных способностей. Казалось бы, угроза сестер-клонов и Акселератора позади, но тени прошлого только сгущаются. В городе начинают происходить странные инциденты: эсперы теряют контроль над своими силами, появляются слухи о таинственном «Фракционе» и некой «Казни», а сама Микото чувствует, что за кулисами событий кто-то дергает за ниточки. Её повседневная жизнь с друзьями — Куро-ко, Уихару и Сатен — всё чаще прерывается столкновениями с безликими врагами, которые знают о ней слишком много. Параллельно выясняется, что в тенях орудует организация, использующая запрещённые технологии и манипулирующая самим пространством Академии. Микото придётся не только защищать близких, но и столкнуться с правдой о тёмной стороне города, где наука давно перестала быть просто инструментом познания.
Сюжет набирает обороты, когда в дело вмешиваются новые и старые лица: загадочная девушка с необычной способностью, которая, кажется, знает секреты самой Микото, и таинственный «Страж», чьи цели остаются неясными до самого конца. Рейлган вынуждена объединиться с теми, кому раньше не доверяла, и даже вступить в противостояние с системой, которая создала её саму. В то время как Куро-ко пытается раскрыть заговор через свою сеть инсайдеров, а Уихару сталкивается с последствиями собственных экспериментов, Микото понимает: чтобы спасти город, ей придётся выйти за пределы своих возможностей. Финальная битва разворачивается не только на улицах Академии, но и в виртуальных пространствах, где реальность искажается до неузнаваемости. Третий сезон подводит черту под многими сюжетными линиями, но оставляет горькое послевкусие: даже победа не гарантирует, что тени исчезнут навсегда, а цена за истину может оказаться слишком высокой.