Saito Hiraga và Louise Françoise Le Blanc de La Vallière tiếp tục tấn công sau các sự kiện của Zero no Tsukaima: Princesses no Rondo. Cùng nhau, họ đối đầu với Vua Joseph ở Thành phố Thánh của Romalia với sự giúp đỡ của hai người khác, những người kiểm soát sức mạnh của "khoảng trống". Nhưng giữa rất nhiều xung đột trước mắt, một ác quỷ cổ xưa bắt đầu manh động trong bóng tối.
Liệu mối quan hệ khăng khít của họ sẽ nảy nở thành một thứ gì đó nhiều hơn hay họ sẽ bị phá vỡ do khó khăn ngày càng tăng của các nhiệm vụ mà họ phải đảm nhận? Zero no Tsukaima F kể về câu chuyện của Louise và Saito khi họ cùng nhau đối mặt với những thử thách cuối cùng.