Muv-Luv ATE全名为《Muv-Luv Alternative Total eclipse 》，全集动画片改编自《Muv-Luv Alternative》的外传小说。故事的时间设定在西元2001年，由于人类遭到地球外起源种(联合国称其为BETA)的侵略，正面临灭亡的危机，因此人类开始了先进战术机技术开发计划“XFJ计划”，各个国家均派遣了专门人员参与其中，该作讲述的就是这些被派遣过来的人员之间的故事。 （有虫子吃掉妹纸情节,反差极大,请谨慎观看.）
一名作家在作品未完成之时不幸撒手人寰，留下了作品中没有结局的王子（矢剃直树 配音）独自徘徊，王子和故事中的宿敌乌鸦来到了现实世界中，为了保护现实世界里的生灵，王子用自己的心封印了邪恶的乌鸦。 作家的鬼魂不甘心看到自己的故事就此停滞，他给了一只鸭子一条神奇的项链，鸭子因此而化身成为了雅喜儿（加藤奈奈绘 配音），她的使命就是找到王子因为封印乌鸦而四处散落的心之碎片。一次偶然中，法齐亚（樱井孝宏 配音）拾得了王子的心脏，将其取名为缪，害怕雅喜儿将缪诗夺走的法齐亚禁止两人见面，但缪诗反而因此而对雅喜儿充满了好奇。
故事讲述了风靡十年的超人气热血IP《排球少年!!》中人气最高、最精彩绝伦的垃圾场决战。日向翔阳因为心怀成为“排球小巨人”的梦想加入了乌野高中排球部，逐渐成为独当一面的副攻手。春季高中排球比赛上，乌野高中排球部终于迎来了与音驹高中排球部的正式比赛。同为“没落的豪强”，两支队伍惺惺相惜，却从未站上过同一场正式较量的舞台。长久的纠葛终于迎来了结，一场“只有一次”的命运对决即将开幕！振翅一击吧，心怀梦想的少年们！
供职于西德艾斯勒纪念医院的日本人天马贤三被人称作“天才医生”，他的外科技术精湛，为人谦和，受到同事的羡慕和医患的敬仰。事业上，天马前途一片光明，为院长所看好；爱情上，院长的女儿爱娃与之相恋，如胶似漆。然而看似一切美好的天马却渐渐感到良心上的不安，他亲眼目睹院方为抢救重要人物而置病危的普通人于不顾，死者家属的指责和哭泣让天马备受煎熬。当这种两难抉择再一次到来之时，天马毅然选择抢救一个头部中枪的男孩。他牺牲了自己的事业和爱情，却换来一个可怕怪物的复活。在接下来的岁月里，天马和怪物约翰展开了斗智斗勇的游戏，一段尘封的历史慢慢被揭开…… 本片根据日本漫画家浦泽直树的同名原著改编。
とある魔術の禁書目録たん Blu-ray&DVD初回予約特典ディスクに収録のおまけアニメ。 原作の出版社やアニメの制作会社が同じことから『しゃくがんのシャナたん』同様、ちびキャラ化したインデックスことインデックスたんをはじめ、各登場キャラクターたちが繰り広げる公式パロディ作品である。基本的には本編のパロディだが、『しゃくがんのシャナたん』のものまね（「とある魔術の座談会2」にて、ものまねについての言及がある）や出演声優に関するネタ、さらには出演声優による地の会話などが加えられている。この他、テレビアニメのプロモーションでコラボレーションを行った『とらドラ!』や『俺の妹がこんなに可愛いわけがない』、制作会社繋がりの『探偵オペラ ミルキィホームズ』やネット上でネタになっていた二期OPや、さらには『侵略!イカ娘』『リングにかけろ』などのパロディや外伝作品『とある科学の超電磁砲』の宣伝などもネタにしている。なお、インデックスたんは後に『しゃくがんのシャナたん』への出演も果たしている。『とある魔術の禁書目録たん3』ではシャナたんと同じ声優繋がりであるアニェーゼもちびキャラ化しており、更に作中シャナたんを髣髴とさせる発言を行っている。
公元2011年，美国佛罗里达州。空条徐伦在与恋人开车兜风时遭遇交通事故，之后因被人陷害而获刑长达15年之久。 她被关押在州立绿海豚街重警备监狱——别名“水族馆”。被逼到绝望边缘的徐伦，却通过父亲托付给她的吊坠而觉醒了体内不可思议的力量。 “这个世界上存在着比死亡更可怕的事情 而且这件事情将必定在这家监狱发生。” 这是出现在徐伦面前的神秘少年所留下的讯息。难以理解的事件接连发生。前来探监的父亲空条承太郎口中讲述的恐怖事实，以及一个叫做“DIO”的名字……
