In einer Welt, in der das Licht in den Herzen der Menschen, bekannt als Holo, über eine Streaming-App namens HoloCast gesammelt werden kann, existiert ein magisches Reich, bekannt als die HoloCast-Welt. Sechs junge Frauen, die normalerweise als HoloCast-Streamerinnen arbeiten, werden auserwählt, zu magischen Mädchen namens holoWitches zu werden. Der zentrale Konflikt entsteht durch das Dreamend-Phänomen, das auftritt, wenn Personen, die von Ängsten und Stress belastet sind, ihren positiven Geist verlieren, wodurch ihre Seelen in die HoloCast-Welt gezogen werden. Die negative Energie dieser Dreamend-Opfer bringt Monster namens Collapsors hervor. Um die Collapsors zu besiegen und die Gefallenen zu retten, verwandeln sich die Protagonistinnen in ihre magischen Mädchen-Personas und kämpfen, um die Hoffnungen und Träume der Menschen zu schützen.

Das ursprüngliche Team der holoWitches besteht aus Amane Kanata, Sakura Miko, Himemori Luna, Houshou Marine, Murasaki Shion und Sakamata Chloe, die jeweils einzigartige Waffen führen, wie Kanatas mächtige Guardian-Arm-Panzerhand, Marines energiestrahlende Gun Marina und Lunas schützender Caramel Parasol. Sie werden auf ihrer Mission von zwei Feen-Maskottchen namens Aelu und Lagu geleitet. Das Team ist visuell in zwei Untergruppen aufgeteilt: Team Luster, die weiße Outfits tragen, und Team Astra, die schwarze tragen.

Die Erzählung ist in verschiedene Handlungsbögen strukturiert. Der erste Handlungsbogen trägt den Titel Die Magie des Anfangs. Nach dessen Abschluss und dem Ausscheiden von zwei ursprünglichen Mitgliedern trat das Projekt in seinen zweiten Bogen ein, Die Magie des Versprechens. Dieser Bogen führt neue magische Mädchen ein, Shirakami Fubuki und Yukihana Lamy, die sich nach der Inspiration durch ein ehemaliges Mitglied dem fortlaufenden Kampf anschließen, nachdem sie ihre eigenen Kräfte erwachen ließen und das Erbe des Schutzes der HoloCast-Welt fortführen.