A tema fantascientifico, Fantasista Doll segue le avventure di Uzume, una normalissima studentessa delle medie che si ritrova casualmente in possesso di cinque bambole: l'energetica Sasara, la viziata Katia, la riservata e dolce Shimeji, la gothic lolita Akari con una passione per tutto ciò che è militare e l'altruista Madeleine. Queste combattono e diventano più potenti grazie all'uso di uno speciale mazzo di carte.