主演 御坂美琴：本作主角，学园都市中排名第三位的超能力者，能力为“电击使”，代号“超电磁炮”。
性格好胜、正义感强，有着活泼开朗又傲娇的一面。
白井黑子：常盘台中学一年级学生，风纪委员，能力是“空间移动”。
非常仰慕御坂美琴，甚至达到近乎病态的程度，是个重度百合爱好者。
初春饰利：就读于栅川中学一年级，与佐天泪子是好友，风纪委员。
拥有能读取电子设备信息的能力“定温保存”。
佐天泪子：就读于栅川中学一年级，无能力者，但性格乐观积极，喜欢打听各种传闻，经常拉着初春去探索学园都市的奇闻轶事。
剧情分集介绍（第一季） 第1集：超电磁炮 故事开场展示了学园都市，这里聚集了大量拥有超能力的学生并进行相关研究。
御坂美琴作为常盘台中学的王牌之一，展现出强大的“超电磁炮”能力。
她在街头惩治骚扰女性的不良少年，随后遇到了白井黑子，黑子对美琴极为爱慕，缠着美琴一起行动。
第2集：友情的证明 美琴和黑子在执行风纪委员任务时，遇到了抢劫犯。
美琴轻松解决敌人，但黑子在战斗中受伤。
美琴带黑子去医院，期间回忆起她们相识的过往，进一步加深了两人之间的羁绊。
第3集：消失的气球炸弹 学园都市出现气球炸弹事件，多个地点被安装炸弹。
美琴和黑子等风纪委员参与调查，在寻找炸弹的过程中，美琴利用自己的能力追踪线索，最终成功拆除炸弹，阻止了危机。
第4集：幻想御手 佐天泪子在网上听说了“幻想御手”的传闻，据说使用它可以提升能力。
初春饰利提醒佐天这可能有危险，但佐天还是好奇地想要探寻。
与此同时，一些学生因使用“幻想御手”出现异常，美琴等人开始介入调查。
第5集：危险的邂逅 美琴在调查“幻想御手”时，遇到了神秘组织“暗部”的一方通行。
一方通行是学园都市排名第一的超能力者，性格残忍冷酷。
美琴与他短暂交锋，感受到了巨大的实力差距，但也坚定了要揭开“幻想御手”真相的决心。
第6集：真相的碎片 随着调查深入，美琴等人逐渐发现“幻想御手”背后的阴谋，它是某个组织为了非法实验而开发的工具，正在危害学生们的健康。
白井黑子在调查中发现了重要线索，为后续的行动提供了方向。
第7集：妹妹们的秘密 美琴意外发现“幻想御手”与克隆人“御坂妹妹”有关。
原来，“御坂妹妹”们被用于危险的实验，“幻想御手”的异常现象也影响到了她们。
美琴决定要保护这些与自己外貌相似的妹妹们，与幕后黑手展开对抗。
第8集：绝对能力者计划 美琴得知了“绝对能力者计划”，该计划旨在通过让一方通行杀死20000名御坂妹妹来使其进化为绝对能力者。
美琴愤怒不已，决心阻止这个残酷的计划，她开始寻找应对一方通行的方法。
第9集：漆黑的狙击手 在阻止“绝对能力者计划”的过程中，美琴遇到了狙击手麦野沈利。
麦野沈利是“暗部”组织“ITEM”的成员，实力强大。
双方展开激烈战斗，美琴在战斗中陷入困境，但凭借顽强的意志坚持下来。
第10集：分歧的伙伴 黑子在执行任务时，因对美琴保护御坂妹妹的行为产生误解，与美琴发生分歧。
但在了解真相后，黑子决定支持美琴，两人重归于好，共同面对接下来的挑战。
第11集：最终决战 美琴等人与“暗部”势力展开最终决战。
在战斗中，美琴充分发挥“超电磁炮”的能力，与一方通行等强大对手周旋。
同时，御坂妹妹们也展现出了坚强的意志，为了守护彼此而战。
第12集：最后的约定 经过艰苦战斗，美琴成功阻止了“绝对能力者计划”，学园都市恢复了平静。
美琴和朋友们相互陪伴，共同度过这段难忘的时光，她们许下了继续守护学园都市、守护彼此的约定。
大结局（第一季） 美琴成功挫败了“绝对能力者计划”，拯救了御坂妹妹们以及学园都市的危机。
一方通行在与美琴等人的交锋中，内心也受到触动，对自己的行为有所反思。
御坂妹妹们摆脱了危险的实验命运，开始过上相对正常的生活。
美琴和白井黑子、初春饰利、佐天泪子等朋友的情谊更加深厚，她们继续在学园都市中，以风纪委员的身份维护城市的和平与秩序，同时享受着青春的快乐与烦恼。
整个学园都市在经历这场风波后，也在平静中继续发展，充满着新的希望和未知的冒险。
此外，《某科学的超电磁炮》还有第二季、剧场版等内容，剧情在第一季基础上进一步展开新的冒险和故事篇章 。