Madoka Kaname est une jeune fille qui vit avec ses amies Sayaka Miki et Hitomi Shizuki dans la ville de Mitakihara. Lors d’une journée banale au centre commerciale, elle sauvera un petit animal des griffes de sa camarade de classe fraîchement transférée : Homura Akemi. Cet acte anodin va bouleverser son quotidien. En effet, l’animal se nommant Kyuubey, a la capacité d’exaucer les voeux des jeunes filles. En échange, celles-ci sont sollicités pour combattre des sorcières dans des dimensions extra-terrestres, combats qui sont non sans risques. Ces jeune filles deviennent alors des Puella Magi.
Homura Akemi sauve de justesse Madoka Kaname, Kyôko Sakura et Sayaka Miki des mains d’une puissante sorcière. Les jeunes filles découvrent alors que Sayaka est désormais une sorcière, et qu’il est impossible de la sauver. Kyôko décide d’aller la combattre pour tenter de la faire revenir à la raison. De son côté, Homura prépare son plan qui consiste à combattre la nuit des Walpurgis, une très puissante sorcière et à protéger coûte que coûte Madoka de son destin.
Homura Akemi est la seule personne à se souvenir encore de Madoka après le sacrifice de cette dernière. Elle a échoué dans la mission qu’elle s’était imposée mais n’a pas abandonné l’espoir de revoir son amie. Pour survivre, elle continue donc le combat.