故事发生在虚构的城市空崎市，在那里，存在着一支由身手矫健的少女们所组成的特工组织“月影”，每天入夜，少女们的身影便会在月亮的映照下穿梭在城市的角角落落，守护这座城市与市民们的安全。犯罪组织“魍魉”一直对空崎市虎视眈眈，屡屡进犯，他们是月影最大也是最难对付的对手。
源桃（安斋由香里 配音）是一名高中二年级的学生，本来 平凡无异的她，凭借着自己的特殊能力，在机缘巧合之下加入了月影。在那里，她结识了个性认真严谨的半藏门雪（沼仓爱美 配音）、积极向上的相模枫（藤田茜 配音）和桀骜不驯古灵精怪的八千代命（洲崎绫 配音）等人。
濑户麻沙美,齐藤壮马,麻仓桃,浦和希,兴津和幸
绫濑未来,夏吉优子,须藤叶希,松冈美里,花井美春,相川遥花
小林裕介,古川慎,市之濑加那,沼仓爱美,佐藤元,高桥花林,河西健吾,麦人,中村悠一,石田彰,小野贤章,铃木崚汰,坂本真绫,野岛健儿,游佐浩二
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白井圭,加々美澪,百合本花
日向未南,天海由梨奈,古贺葵,青山吉能