『妹達』と、それにかかわる『実験』を中止に追い込むーーその決意を胸にした美琴の手によって、次々と稼動不能にされていった研究施設も、残すところあと二箇所。しかし、『実験』を行う者たちも、美琴に蹂躙されるまま、ただ手をこまねいていたわけではなかった。ターゲットは電気を操る能力者。施設に潜入したときのみ、その排除にあたるべし――。そんな奇妙な依頼を受け、とある暗部組織が動き出す。そのことも知らず、病理解析研究所に潜入を果たした美琴の前にめぐらされた数々の罠。そして彼女を誘うかのように、ひとりの少女が姿を現す。一方、残るひとつの施設、脳神経応用分析所には、布束が現れ――。

施設防衛の依頼を受けた暗部組織『アイテム』のひとり、フレンダによって張り巡らされた罠を突破し彼女を追い詰めた美琴。その目の前を、まばゆい光の帯が駆け抜ける。現れたのは『アイテム』のリーダーにして『原子崩し（メルトダウナー）』の名を持つ、第四位の『超能力者（レベル５）』麦野沈利だった。消耗していた美琴は逃亡を図るが、麦野の激しい攻撃は止む気配を見せるどころか、着実に後を追ってくる。それは麦野の背後にいるもうひとりの『アイテム』のメンバーの能力で――。一方、脳神経応用分析所に呼び出された布束は、かつて自らがかかわっていた研究の後始末をつけるべく、決意を固めていた。

『原子崩し』と『能力追跡（AIMストーカー）』――『アイテム』の強力な連携によって、美琴は追い詰められる。追う側である麦野は、今戦っている相手を学園都市第三位の『超電磁砲』と認め、一騎討ちを挑む。能力を使いすぎて実力を発揮できない美琴は、フレンダの残した爆弾入りのぬいぐるみを使って対抗しようとするが、麦野も暗部組織の戦い方を見せつけるように、己の弱点をカバーする『切り札』で美琴のもくろみを打ち砕く。それでも美琴はなんとか絶体絶命のピンチをくぐり抜け施設の破壊に成功したが、麦野の執拗な追撃は続き――。

『最弱』の右拳によって、美琴のクローン『妹達』を巡る事件に幕が引かれ、再び平穏な日常が戻ってきた。そんなある日。寮監の厳しいチェックをくぐり抜け、美琴と黒子は時間外外出許可を取る。目的は、佐天の部屋で行われる勉強会（実はその本質は『鍋パーティ』なのだが）に参加するため。このところ、美琴が黒子たちの相手をできなかった、その埋め合わせとして企画されたのだった。佐天、初春、黒子は、夕方の待ち合わせまで、それぞれの自由な時間を楽しむ。そして美琴は、『妹達』が収容されている、カエル顔の医師の病院を訪れていた――。

『乱雑開放』事件以来、入院しリハビリに励んでいた枝先が無事、退院できることに。独り暮らしをしたことが無い彼女を案じる春上は、二人で同居することを決める。春上の引っ越しの準備を進める初春はどこか寂しそうだった。そして迎えた枝先の退院の日。お祝いのために美琴たちで集まることにしたのだが、信号機のトラブルが発生し、風紀委員の黒子と初春は出動を余儀なくされる――。一方、ひったくりを捕まえた婚后たちは、見知らぬ学生に能力を使い解決したことをとがめられる。その裏側では『アイテム』の面々が、奇妙な任務に振り回されており……。

フェブリに残された時間は、72時間。彼女を救う手がかりを得るべく、美琴は収監されているテレスティーナの元に向かう。学園都市で暮らす子供たちは、全て実験用のモルモットだと吐き捨てるテレスティーナ。しかし美琴は、その闇を覗き見てもなお、学園都市を嫌うことはできないと答える。2人はにらみ合うが、ついにテレスティーナは美琴に手がかりを与える。それは、フェブリが『ケミカロイド』と呼ばれる存在で、彼女を作ったという学究会への糸口だった。一方、偽情報をつかまされた『アイテム』の面々は、自分たちをはめた相手を追い詰めるべく、 行動を開始する……。

有冨たち『スタディ』による『革命』――二万体もの駆動鎧を使ったテロが始動する。その企みを阻止せんと、学究会各会場で奔走する黒子、初春、佐天、婚后たち。さらに多くの風紀委員たちの力を借りて、駆動鎧を会場敷地内に押しとどめ、テロの進行を防ぐ。思わぬ抵抗に、『ケミカロイド』ジャーニーへの負担は増してゆき、布束は自分の選択に迷いを見せる。そして、美琴とフェブリは本丸である有冨たちの元にたどり着いた。もう自分は、ひとりではない。共に戦う皆の姿を胸に、美琴は迫る駆動鎧をなぎ倒して進む。その先に待っているのは――。