Toaru Majutsu no Index Movie: Endymion no Kiseki berkisah tentang Touma, Index, dan para esper Academy City yang terjebak dalam konflik sihir dan sains saat peresmian lift luar angkasa raksasa, Endymion. Mereka berusaha melindungi Arisa, seorang gadis penyanyi jalanan yang menjadi kunci perang antara faksi sihir dan sains.