Toaru Kagaku no Railgun S tiếp tục theo chân Mikoto Misaka cùng những người bạn quen thuộc trong hành trình tại Thành phố Học viện. Họ bắt đầu dấn thân vào việc xác minh những lời đồn thổi kỳ bí đang lan truyền khắp nơi trong đô thị hiện đại này. Quá trình điều tra nhanh chóng dẫn Mikoto đến một sự thật vô cùng rùng rợn đang bị che giấu. Cô phát hiện ra các cuộc thí nghiệm tàn khốc diễn ra bí mật trên diện rộng, đe dọa trực tiếp đến tính mạng của hàng ngàn siêu năng lực gia và đẩy thành phố vào vòng nguy hiểm. Bộ phim hoạt hình dài tập của Nhật Bản được phát hành vào năm 2013 với tổng thời lượng gồm 24 tập.