Bối cảnh diễn ra 10 năm sau sự kiện Nano ha As. Lúc này, Nano ha Fate và Hayate đã trở thành những thành viên chủ chốt của Cục Quản lý Không gian và Thời gian. Họ đảm nhận vai trò hướng dẫn cho thế hệ pháp sư tiếp theo là Subaru, Tiana, Caro và Erio. Cùng lúc đó, mọi người sẽ phải chiến đấu với kẻ thù đến từ Project F, chính là chương trình mà mẹ của Fate đã từng tham gia trước đây.
