作品以日本著名推理小说家江户川乱步的诸多名作为原案，将乱步的幻想世界观与现代的舞台相结合。动画讲述在某所中学发生了教师被杀事件。就读于这所学校的少年小林，与前来搜查事件的天才侦探明智相遇。
革命历228年，E.U.联盟联军少校蕾拉·玛露卡尔（坂本真绫 配音）和中尉阿基德（入野自由 配音）在巴黎期间化险为夷，将企图绑架吉恩·史麦拉斯将军（石冢运升 配音）的11区日本少年成濑幸也（松冈祯丞 配音）、佐山流（日野聪 配音）和香坂彩乃（日笠阳子 配音）招募到W Zero部队。在另一边的帝国内，信·修加·夏音度（松风雅也 配音）成功篡位，被封为圣米迦勒骑士团的团长，即将迎来和阿基德的宿命重逢。E.U.联盟对成濑等人充满不信任感，时刻密切监视着他们。不久，联盟决意将W Zero部队空投至帝国的腹地华沙执行死亡任务。蕾拉坚持和阿基德以及新加入的三个战士同往，等待他们的是圣米迦勒骑士团的强敌……
