位于东京西部的巨大“学园都市”。在总人口达230万人，其中约8成是学生的这座都市中，实施着超能力开发的特殊课程，学生们的能力被给予从“无能力Level 0”到“超能力Level 5”的六阶段评价。高中生上条当麻，也是住在学园都市的学生之一。他由于寄宿在右手中的力量——只要是异能之力，就连神的加护都能消除的“幻想杀手（Imagine Breaker）”，而得到吊车尾的“无能力”的评价，过着充满不幸的人生。而上条的学生生活，由于暑假开始时从天而降的纯白修女而发生了巨大的变化。自从与逃离“魔法”世界的少女——“禁书目录（茵蒂克丝）”相遇开始，上条就被卷入了各种各样的事件当中。在惊险地解决了统率学园都市的“科学”侧和与茵蒂克丝关联的“魔法”侧双方的事件过程中，他的人际关系也逐步扩展。随后，魔法侧的十字教最大宗派罗马正教，终于注意到了上条的存在……。科学与魔法第三次交织之时，故事将大幅推进！！

帝光中学中学篮球部，部员一百余人全国联赛三年冕的超级豪门，在其光辉历史中有五个十年难遇的天才，他们被称为“奇迹的世代”，但有一个奇妙的传说，谁都未知晓也没有上场记录，即使如此，仍让五个天才也不敢小看的一个人，他就是幻之第六人，本作的男主角黑子哲也。在一次比赛胜利后，黑子并没有感到胜利的快感，这使得黑子开始思考打篮球的真正意义，并退出了帝光篮球部。黑子国中毕业后，到诚凛高中学习，加入了该校的篮球队，并认识了从美国归来的火神大我，两人联手，决定一起打败“奇迹的世代”成为日本第一。

电视动画《Show By Rock!!》改编自日本VeinCarryJapan所推出的同名手机游戏。《SHOW BY ROCK!!》故事背景是在音乐都市MIDICITY中，喜爱哥德萝莉风格的猫女Cyan（シアン），邂逅了优等生兔子Chuchu（チュチュ）、宇宙来的鼓手Moa（モア）和外表冷漠内心害羞的Retoree(レトリー)。在MIDICITY中以成为音乐的富翁为目标前进。

在类似近现代的架空国度，8月1日这天早上，醒来的女主人公，发现自己失去了所有记忆。突然出现在女主人公面前的精灵，来到人类世界的过程中与主角的意询冲突被困在女主人公心中，要如何取回自己的记忆呢？而手机上传的短信显示着似乎应该是恋人的名字，接下来该何去何从呢？

第二季已经先行公开了关于火神与冰室“兄弟”的再会，以及紫原和黑子帝光中学时的因缘相关的场面图，相信第2季将会围绕这2位新登场的人物作剧情展开，另外新登场的角色还包括赤司征十郎、花宫真等角色。