La segunda temporada se centrará en el arco de "Las Hermanas". Tomando como referencia un único volumen de las novelas ligeras Toaru Majutsu , que a su vez se amplió en gran medida en el manga de Toaru Kagaku no Railgun.

El arco se centra en las terribles experiencias de Mikoto Misaka después de descubrir la existencia de las hermanas que a través de un ruido de radio estaban siendo utilizadas en el "Shift nivel 6" , un experimento en el que se asesinan entre sí, para que el mayor nivel, es decir 5, aceleré su evolución, pudiendo alcanzar el nivel 6 rápidamente.