學業優秀的高中二年級學生村上良太（逢坂良太配音）是天文部唯一成員，童年時曾與好友"黑貓"共同仰望星空。在一次事故中，少女黑貓為營救良太而被宣告死亡，這起事件使良太背負沉重創傷。為繼承黑貓遺志尋找外星人，他持續進行天文觀測。某日，與"黑貓"容貌相似的轉學生黑羽寧子（種田梨沙配音）突然出現，該神秘少女展現出超常能力——不僅無法掌握基礎算術，竟能預知他人死亡。當良太遭遇暴雨中的生命危機時，寧子出手相救并暴露其魔法使身份。為避免能力代價波及良太，寧子刻意保持距離，但后者仍執著追尋真相。隨著調查深入，良太發現這些"魔法使"實為掌握外星科技的特殊人類群體，而寧子所屬的"瓦爾基里"組織正面臨內部追殺威脅。圍繞著星空、外星文明與人性羈絆的謎團，少年少女的命運軌跡逐漸交織。本片根據岡本倫原作改編，由Production I.G制作。