"Brynhildr in the Darkness", Ryōta Murakami adlı lise öğrencisinin hikayesini anlatır 13. Murakami, çocukluk arkadaşı Kuroneko'nun bir kazada ölmesine tanık olmuştur ve onu unutamamaktadır 3. Kuroneko ile uzaylıların varlığını kanıtlama sözü vermişlerdir ve Murakami, bu sözü yerine getirmek için sürekli olarak gökyüzüne bakmaktadır 13.

Bir gün, Murakami'nin sınıfına Neko Kuroha adında, Kuroneko'ya tıpatıp benzeyen bir transfer öğrenci gelir 13. Kuroha, bir araştırma laboratuvarından kaçmış bir büyücüdür 13. Murakami, Kuroha'ya yardım etmeye karar verir ve birlikte, Kuroha'nın da dahil olduğu diğer kaçan büyücüleri yakalamaya çalışan gizli bir organizasyondan saklanmaya çalışırlar 25.