《灼眼的夏娜》TV第二季的故事将从小说第八卷开始讲起，以NDS游戏《灼眼的夏娜DS》中的登场人物，红世之徒，戏睡乡“メア”入侵御崎市开始开篇。据监督渡部高志所说，故事会对第一季的一些伏笔作出解释，并加入不少这个时代的小故事。第二季STAFF和声优会由原班人马担任，“钉宫之誓”依旧强势走高。
　　夏天结束后，新学期开始了
　　许多事物没有任何变化，但是同时也有不少事情逐渐发展着…
　　池和吉田，绪方和田中之间产生了些许微妙的关系
　　还有在我身旁，飘逸着长发的夏娜…
　　但是，这一切似乎有着一丝奇怪的违何感
　　在我们所不知道的地方，红世之徒再次展开了行动…

故事发生在遥远的2061年，网络成为了维系社会平衡不可或缺的存在，并且已经发展到了凭借意识就能够自由连结的地步，然而，网络的极度发达带来的却是个人信息的不断泄露和被篡改，并且因此而引发了一系列严重的社会问题，犯罪事件频发。
　　为了保护个人隐私和安全，一个名为“Meta Real Network”的新型网络空间被发明了出来，在那里，名为“Bubble Shell”的防火墙保护着人类的记忆不受侵犯，然而，在这绝对安全的空间里，却有一批犯罪分子利用网络空间的漏洞进行着全新模式的犯罪，为了将这些罪犯捉拿归案，名为“电脑Diver”的探员们出动了，在解决事件的同时，探员们亦在慢慢靠近真相的核心。