La storia si ambienta 10 anni dopo la conclusione del precedente Nanoha A'S e l'ambientazione si sposta dalla Terra alla futuristica città di Mid-Childa, capitale di una sorta di federazione che raccoglie vari mondi sparsi tra differenti pianeti e dimensioni parallele. Seguendo ciascuna le proprie aspirazioni, le nostre eroine, divenute adulte, si muovono nell'organigramma delle forze di difesa: Nanoha come istruttrice di magia e di combattimento, Fate come agente investigativo, Hayate come ufficiale in carriera. La minaccia rappresentata dagli arcani Lost Logia, reliquie dall'ampio e oscuro potenziale magico, è però sempre presente e la creazione di una unità poi battezzata Sesta Divisione Mobile, specificatamente dedicata alla loro ricerca, si rende necessaria. Ma c'è bisogno di forze fresche per raggiungere l'obbiettivo. E così, sotto la guida di Nanoha e Fate, quattro giovani reclute dal promettente talento iniziano il loro lavoro e il loro addestramento nella nuova unità '