故事发生在虚构的城市空崎市，在那里，存在着一支由身手矫健的少女们所组成的特工组织“月影”，每天入夜，少女们的身影便会在月亮的映照下穿梭在城市的角角落落，守护这座城市与市民们的安全。犯罪组织“魍魉”一直对空崎市虎视眈眈，屡屡进犯，他们是月影最大也是最难对付的对手。 源桃（安斋由香里 配音）是一名高中二年级的学生，本来 平凡无异的她，凭借着自己的特殊能力，在机缘巧合之下加入了月影。在那里，她结识了个性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）和桀骜不驯古灵精怪的八千代命（洲崎绫 配音）等人。
渊上舞 茅野爱衣 尾崎真实 中上育实 井口裕香 福圆美里 高桥美佳子 植田佳奈 菊地美香 吉冈麻耶 桐村麻里 中村樱 仙台惠理 森谷里美 井上优佳 大桥步夕 竹内仁美 中里望 多田好 山冈百合 秋奈 井泽诗织 山本希望 石原舞 金元寿子 喜多村英梨 叶山郁美 仓田雅世 上坂堇 佐仓绫音 高森奈津美 大地叶 米泽圆 七濑亚深 原由实 津田美波 安济知佳 明坂聪美 川澄绫子 伊濑茉莉也 平野绫 田中理惠 生天目仁美 早见沙织 濑户麻沙美 能登麻美子 下地紫野 饭田友子 椎名碧流