O estudante do 11.º ano, Ryōta Murakami (voz de Ryōta Ōsaka), com excelentes resultados académicos, é o único membro do clube de astronomia. Na sua infância, teve uma amiga muito próxima chamada "Kuroneko", mas num acidente, a jovem Kuroneko foi declarada morta ao tentar salvar Ryōta. Este evento deixou-lhe um profundo trauma, razão pela qual ele deseja observar as estrelas em lugar de Kuroneko e encontrar os lendários alienígenas. Um dia, a bela rapariga Kuroha Neko (voz de Risa Taneda) transfere-se para a turma de Ryōta, e ele surpreende-se ao perceber que Kuroha é extremamente parecida com Kuroneko. Neko é uma rapariga estranha e misteriosa: não sabe a tabuada, mas consegue prever a data da morte das pessoas. Salva Ryōta de uma morte certa durante uma tempestade e revela-lhe a sua identidade como feiticeira. Para proteger Ryōta, Neko recusa-se a manter contacto excessivo com ele. No entanto, Ryōta, cheio de curiosidade e com muitas questões sobre o passado, decide aventurar-se num mundo misterioso e perigoso...