乍看之下，宫本蕾贝卡（斋藤千和 配音）是一个满头金发的11岁少女，她的外表可爱个性胆小，是个人见人爱的小不点。令人想不到的是，蕾贝卡居然是毕业于麻省理工大学的天才少女，并且，她还有着一份正式的职业——桃月学院一年C班的班主任。面对着这个娇小的班主任，一年C班的同学们发出了不可置信的呼声。然而随着接触的深入，他们发现，这个外表萝莉的老师，却有着一颗正直勇敢的心。
　　在桃月学院里出没着各式各样有趣的家伙， C班的神秘老头子（大竹宏 配音），D班的酒鬼五十岚美幸（大原沙耶香 配音），B班的早乙女（花轮英司 配音），再加上每个班级里鬼灵精怪的同学们，蕾贝卡快乐的校园生活开始了。

故事发生在位于关东南部的川神市，春天来临，万物复苏，平凡的少年直江大和（神谷浩史配音）来到了川神学园，准备在这里开始全新的校园生活。刚刚开学，校园里是一副欣欣向荣的热闹景象，在这里，大和会遇见怎样有趣的伙伴，又会发生怎样有趣的故事呢？活泼开朗，古灵精怪的川神百代（浅川悠配音）、四肢发达，头脑简单的川神一子（友永朱音配音）、温文尔雅，温柔大方的黛由纪江（后藤邑子配音）、外冷内热，坚强韧性的椎名京（冰青配音），心高气傲，绝不认输的克丽丝蒂安妮·弗里德里希（伊藤静配音），围绕在大和身边的，正是这些性格迥异但同样善良正直的美少女们。

该作内容中的一段故事，述说着双胞胎兄妹之间禁断爱情的发展，因颠覆挑战观众们对于电视动画作品表现界限的刻板印象，在当时造成了轰动与话题。在2012年5月于日本召开的第 623 回东京都青少年健全育成审议会上，针对民众提出的对于包括《悠之空》在内的以“性”作为描写内容的此类相关作品做出审查。在审查会议记录上指出，《缘之空》虽在片中出现兄妹逾越近亲间行为的桥段，但并无把此举塑造成符合社会正当规范的行为，或者超出必要范围地反复详细描绘这些片段，因此并没有违背新条例（不健全图书）。

　　半年前的一连串遭遇，彻底改变了三年级小学生高町奈叶（田村由香里 配音）的人生，她以魔法少女的身份邂逅了可爱的小伙伴尤诺·斯克莱亚（水桥香织 饰），并通过连番激战与深锁着无数秘密和烦恼的菲特·泰斯特罗莎（水树奈奈 配音）成为莫逆好友。新学期开始，菲特以小学生的身份转入奈叶的班级，一切看似进入了平稳期。克就在某个毫无征兆的夜晚，奈叶和菲特遭到手持暗之书的维塔（真田麻美 配音）等三名违法渡行者的袭击，她们的魔导器也被破坏。
　　新的危机，新的对手，一切朝着不可预知的方向发展……