Illyasviel von Einzbern é uma típica estudante do Instituto Homurabara que tem uma quedinha por seu cunhado. Certa noite, uma varinha de condão chamada Kaleido Ruby cai do céu em sua banheira e a faz ...
Illya e Rin reveem suas primeiras (des)aventuras juntas com a ajuda de Ruby e fazem comentários sobre cada cena.
Illya participa de um quiz show de Ruby, estranhamente centrado em seu irmão.
Sella ganhou peso e, portanto, um estado de emergência é declarado na residência dos Einzbern...
Illya está curtindo um lento domingo quando de repente Rin bate na janela do seu quarto, vestida com um uniforme de empregada!
Irisviel faz Sella e Liz jogarem um jogo de tabuleiro.
Acreditando que a castidade de sua professora está em perigo, Illya e Miyu devem tentar aprender a dançar para ganhar o festival de esportes para a sua turma.
Illya e a companhia vão para uma fonte termal, onde Rin e Luvia estão realizando uma missão secreta. Durante a viagem, Kuro se sente mais cansada do que o habitual ao usar as fontes termais, então Illya e Miyu tentam animá-la com várias atividades divertidas. Mais tarde naquela noite, as meninas investigam um ponto mágico, que logo descobrem ser uma fonte termal secreta.
Illyasviel Von Einzbern, ou Illya abreviando, é uma típica garota das que vivem na cidade de Fuyuki. Um dia, enquanto ela tomava banho, Kaleido Ruby, um misterioso cajado mágico apareceu e tenta convencê-la de se tornar uma garota mágica.
Rin explica algumas coisas sobre magia para Illya. Mais tarde, Illya recebe uma carta marcando um encontro à noite. Ela não podia imaginar onde estava indo nem o que estava prestes a enfrentar. Durante o desespero e com poucas instruções do seu cajado, Illya tenta fazer o que pode, enquanto seu inimigo se prepara para o golpe final.
Uma garota misteriosa aparece. Ela se chama Miyu e foi transferida para a escola de Illya. Além de ser boa em tudo, ela acaba de se mudar para a casa da frente onde Illya mora. Algo não parece estar certo nesse ambiente, mas Illya ainda não consegue entender.
Os dois times: Illya e Rin, além de Miyu e Luvia, vão rumo às margens de um rio para enfrentar Caster e capturar a próxima carta. Como Caster sempre ataca do alto, Illya e Miyu devem aprender a voar para conseguir derrotá-la. Illya consegue voar facilmente, porém Miyu não tem a mesma facilidade.
As garotas mágicas estão enrascadas. Um inimigo muito forte aparece, de repente. Elas têm duas opções: matá-lo rapidamente ou fugir. Em meio à tribulação, surge uma esperança. Será que Ruby e Sapphire vão conseguir mudar o rumo da batalha?
Rin e Luvia descansaram após a intensa batalha contra a Carta de Classe Saber. No entanto, um contra-ataque inesperado as pegou desprevenidas. Tudo parece perdido, mas Illya tem uma carta na manga que nem mesmo ela conhecia. Quem vai salvar quem?
Todas elas conseguiram sobreviver de alguma forma, mas no outro dia Illya apareceu com uma febre devido ao grande esforço físico. Illya fica em casa para descansar junto de Miyu, a qual ela tinha ligado através da vídeo chamada entre Sapphire e Ruby.
Depois da luta com Assassin, Illya ficou traumatizada. Tem sido difícil para ela falar com qualquer pessoa e todos ao seu redor perceberam que ela não está bem. Miyu parte sozinha para o confronto com a última carta. E Illya decide conversar com ela.
Miyu está decidida a capturar a última Carta de Classe sozinha. Enquanto isso, a mãe de Illya aparece de surpresa. Enquanto Miyu está lutando, Illya conversa com sua mãe sobre a amizade que elas tinham. A amizade se torna um vínculo entre a vida e a morte para Miyu e Illya. Eis que brilha a luz em meio à escuridão.
Mesmo após se aproveitar do poder real das Cartas Classe e conseguir ferir Berserker, Miyu ainda está enfrentando uma dura batalha. Só que Illya se decide e vem para salvar Miyu dessa situação. Apesar de Berserker, o maior inimigo que elas já enfrentaram, ainda estar de pé, quando as duas Kaleid Liners combinam seus poderes, um milagre acontece!
Depois de várias batalhas, Illya e Miyu terminam de coletar todas as Cartas Classe e voltam para uma vida escolar pacata e normal. Daí um dia, ambas se juntam à Rin e Luvia numa caverna para carregarem as linhas ley com mana e as estabilizarem.
Assim como o horóscopo matinal havia previsto, Illya foi atacada por um infortúnio atrás do outro. Um caminhão de lixo quase a atropelou, cães ferozes correram atrás dela... Mas tudo isso foi causado por "outra Illya" que pretende matá-la?!
Depois de ser interrogada, Kuro escapa de sua prisão na mansão de Luvia e por algum motivo começa a seduzir Shirou na sala de estar de Illya. Daí, depois de perceberem que Kuro fugiu, Rin e Luvia invadem sua casa, junto com a Miyu?!
Kuro se transfere para a turma de Illya, porém o time Primeiro Beijo Roubado desafia ela para uma partida de queimada! Kuro esmaga suas oponentes uma à uma usando sua grande capacidade física. Mas daí Illya entra em seu caminho para impedir que sua rotina se altere mais ainda!
"Eu quero voltar para minha vida normal." Com essa simples frase, Illya irrita Kuro, que as declara inimigas que nunca poderão coexistir e foge rumo à noite. Illya fica confusa. No outro dia Miyu vai para uma praia sem avisar Illya e as outras. Esperando lá por ela está...
Miyu enfrenta Kuro sozinha tentando proteger Illya. Apesar de Miyu lutar valentemente, sua espada não consegue golpear Kuro. "Então vamos todas morrer como amigas e dar um fim nisso. Isso não seria legal?" Enquanto Miyu tenta derrotar as duas espadas de Kuro, Illya chega correndo para pará-las e daí...?!
Agora que Kuro está vivendo com a família de Illya, sua vida "normal" começa! Uma manhã, Kuro diz que vai fazer um delicioso bolo inglês para Shirou e a Illya torna isso numa competição. Logo logo isso se torna numa batalha culinária onde os sentimentos delas pelo seu irmão mais velho estão em jogo!
Depois de se abrirem com suas colegas de classe, Illya e Kuro aproveitam uma vida escolar "normal". Iri acompanha as duas com grandes esperanças-- "Eu quero que o futuro delas só tenham sorrisos." No entanto, esse desejo é em vão, pois um intruso aparece na mansão de Luvia, colocando um fim à felicidade delas.
Enquanto Illya e Kuro ficam boquiabertas com a destruição na mansão de Luvia, Bazett aparece com uma aura de hostilidade. Illya e Kuro tentam resistir os ataques de uma Bazett que está atrás das Cartas Classe. No entanto, não há muito o que elas podem fazer em frente à um poder tão grande e ambas são colocadas contra a parede.
Após instalar Rider, Miyu tenta derrotar Bazett usando seu Fantasma Nobre, mas acaba falhando devido à carta na manga de Bazett. Bazett friamente se aproxima de uma Kuro ferida, tentando recuperar a última carta. Apesar da situação desesperadora e todos seus ferimentos, Illya tenta mais uma vez dar um fim à ela.
O grande evendo para estudantes do ensino fundamental finalmente chegou: as férias de verão! Se preparando para sua ida à praia, as garotas vão às compras para escolherem biquínis. Do nada Kuro fica sem mana e chama Illya para uma escadaria vazia, porém Mimi pega elas no ato!
Verão! Biquínis! Praia! Illya e suas amigas vão a praia para divertir e comemorar seus aniversários, mas encontram um dos seus inimigos vendendo picolé! Além disso, Ruby usa uma poção do amor em Shirou que o deixa louco.
Enquanto compravam biquínis no shopping, Mimi viu Illya "recarregando" Kuro. Desde então, ela não consegue parar de imaginar coisas pervertidas.
Depois de ganhar tickets de Luvia, Illya vai com todas suas amigas num parque de diversões. Enquanto elas se divertiam elas se separaram de Iri e encontraram a enfermeira, Caren-Sensei. Enquanto isso, Illya percebe que perdeu o pingente que tinha ganhado de aniversário..
As férias de verão da Illya ainda não acabaram. Depois de vestir uma yukata, ela e todas suas amigas vão para um festival da região. Enquanto apreciava as atrações, ela descobre que está em risco: ela deveria ter vestido roupas de baixo junto com sua yukata.
Iri e Liz estavam brincando com água numa piscina no quintal. Depois de fazerem Illya e Kuro darem um mergulho também, elas são convidadas para uma festa organizada por Luvia para comemorar a reconstrução de sua mansão. Isso também significa o começo da operação para recuperarem a oitava carta...
Illya, Miyu, Kuro, Luvia, Rin, e Bazett vão para o Mundo Espelho para enfrentar o Espírito Heroico da oitava Carta. Repousando numa linha ley e com bastante bastante mana disponível, a única estratégia delas é atacar e derrotá-lo no primeiro golpe. Elas usam tudo o que tem contra ele, mas--?!
O poder do Espírito Heroico da oitava carta era comparável ao dos deuses... Percebendo a grande diferença de poderes, Illya e as outras fogem do Mundo Espelho. Mas para surpresa delas, ele as persegue e se dirige para a caverna onde o Santo Graal desperta.
Quando Illya tenta interromper o ritual para a ativação do Santo Graal, um garoto bastante confiante aparece em sua frente. Ele chama Miyu de Princesa de Um Mundo Paralelo! Quem é a oitava Carta classe? De onde a Miyu veio? Com a aparição desse garoto, o véu cobrindo as verdades é rasgado
Illya enfrenta o Espírito Heroico que representa a oitava Carta, tentando salvar a Miyu. Será que ela vai conseguir?
Illya reencontra todo mundo após a batalha na montanha e comemora finalmente ter dias calmos. Mas será que eles irão durar?
Beatrice, uma das marionetes dos Ainswoth, ataca Illya e a garota misteriosa, Tanaka. Ambas são encurraladas pela sua grande força, mas são salvas por uma ligação chamando Beatrice de volta. Depois disso, elas enfrentam uma crise maior ao entrar numa loja de ramen suspeita. Dessa vez, alguém totalmente inesperado salva elas.
Lideradas por Gil, Illya e Tanaka conseguem infiltrar a mansão dos Ainsworth. O objetivo delas é chegar até onde Miyu está presa, mas em seu caminho estão Beatrice e Angelica. Após ser colocada contra a parede, Illya recupera o Magical Ruby, voltando a ser uma garota mágica.!
Graças ao ataque de Kuro, o grupo de Illya consegue fugir da mansão Ainsworth. Eles então tentam se reagrupar na escola que Bazett e Kuro vem usando como base. No entanto, Illya não achou um jeito de enfrentar as cartas deles: Archer (Gilgamesh) e Berserker (Thor, o deus do Trovão), a deixando sem saber o que fazer. Vendo ela assim, Kuro empunha suas espadas e parte para cima de Illya.
Bazett ergue uma barreira pra se proteger dos ataques das bonecas, no entando Illya encontra Erica, uma garotinha entrando na escola. Logo após isso, um homem dizendo ser o pai de Erica vem buscá-la. À primeira vista ele parece ser um homem gentil, mas ele também é...
O homem que veio buscar Erica se identifica como Darius, o líder dos Ainsworths e o raptor da Miyu. Usando seus grandes poderes, Darius ativa um Nobre Fantasma que é uma barreira de gelo. Mesmo Kuro o atacando com a Caladbolg, ela não consegue penetrar a barreira. Enquanto isso, ele faz uma declaração assustadora para Illya.
Illya foi sequestrada e levada para a mansão dos Ainsworths. Erica quer realizar o desejo de Miyu de estar junto de Illya, então ela coloca a mente de Illya num ursinho de pelúcia. Graças à sua força de vontade ela consegue se mover, mas quando ela começa a andar pela mansão, Beatrice encontra ela.
Junto da Sapphire, Illya transforma-se em uma garota mágica mesmo ainda sendo um ursinho de pelúcia. A dura batalha conta Rin e Luvia, que tiveram suas mentes substituídas, levam elas a um quarto onde Erica e Angelica estão. Após retornar ao seu corpo original, Illya continua sua batalha contra Angelica e descobre a verdade escondida sobre Miyu.
Sacrificar Miyu e salvar o mundo... O verdadeiro objetivo dos Ainsworths é utilizar a Miyu, o Cálice Sagrado, para salvar toda a humanidade. Os novos acontecimentos deixam Illya confusa, Kuro corre para ajudá-la, imediatamente dizendo que ela valoriza mais a Miyu do que um mundo paralelo qualquer. Enquanto isso, com destino do mundo e da Miyu pendurados em uma balança, Illya sofre para encontrar uma resposta...
"Eu vou salvar tanto a Miyu quanto o mundo!!" Mas para Illya realizar esse desejo dela, ela primeiro terá de resgatar Miyu das garras dos Ainsworths. Enquanto Illya está numa batalha ferrenha, Gil e Bazett aparecem para diminuir a desvantagem.
A batalha esquenta ainda mais depois que a mágica de Julian se desfaz e ele começa a ameaçar Miyu e seus amigos com uma horda de Espíritos Heroicos saindo de um misterioso bloco negro. O irmão mais velho de Miyu, Emiya Shirou, aparece para ajudar e consegue passar junto de Kuro pela Angelica para enfrentar Julian. O que será que Gil percebe durante a batalha?
Após Illya falhar em interromper o avanço da tropa de Espíritos Heroicos, Tanaka arremessa uma espada misteriosa no meio do campo de batalha, permitindo que Illya danifique o cubo negro os regenerando. Enquanto Julian foge, Bazett entrega a Rin sua pedra preciosa, permitindo que ela cure o irmão de Miyu. Após disso, todos, inclusive Angelica, vão para sua casa para escutar a história do que havia acontecido com eles.
