A história gira em torno de Mato Kuroi, uma garota do ensino fundamental que se torna amiga da tímida Yomi Takanashi. O que elas não sabem, no entanto, é que em um universo alternativo elas existem como seres paralelos. Neste universo, Mato se chama Black Rock Shooter e é dona de um rápido canhão e olhos azuis incandescentes. Porém, o que elas não sabem é que o que acontece em um mundo poderá afetar o que acontece no outro.