故事发生在虚构的空崎市。每当夜幕降临，一群身手矫健的少女便会在月光下穿行于城市的各个角落。她们隶属于名为“月影”的特工组织，肩负着守护空崎市及市民安全的使命。与此同时，犯罪组织“魍魉”始终对这座城市虎视眈眈，屡次发动侵袭，成为“月影”最强劲也最棘手的敌人。
源桃（安斋由香里 配音）原本只是空崎市一名平凡的高中二年级学生，却因自身拥有特殊能力，在一次偶然的机缘下加入了“月影”。在那里，她遇见了认真严谨的半藏门雪（沼仓爱美 配音）、积极向上的相模枫（藤田茜 配音），以及桀骜不驯又古灵精怪的八千代命（洲崎绫 配音）等伙伴。
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三木真一郎 岩田光央 川澄绫子 石冢运昇 矢尾一树 高木涉 西村知道 子安武人 关智一 田中正彦 川原和久 神奈延年 有本钦隆 山崎巧 桧山修之 藤原启治 根谷美智子 嘉数由美 冈野浩介 细井治