Touma Kamijou không thể nghỉ ngơi. Sau cuộc xâm lược Thành phố Học viện, căng thẳng chính trị tiếp tục gia tăng khi cả hai phe khoa học và ma thuật xung đột trực diện. Có vẻ như Thành phố Học viện dự định tuyên chiến với Giáo hội Công giáo La mã, hậu quả là đẩy cả thế giới vào cuộc chiến toàn cầu. Touma sớm thấy mình ở tiền tuyến một lần nữa, cố gắng bảo vệ bạn bè và đồng minh của mình.
Toaru Majutsu no Index III đóng vai trò là phần cuối cùng của loạt phim gốc khi Touma, Accelerator và Shiage Hamazura Cấp 0 thực sự tiếp tục cuộc hành trình riêng biệt của họ, dẫn đến hành động cuối cùng của loạt tiểu thuyết gốc.