動(dòng)畫舞臺(tái)設(shè)定在1999年，14歲的明智安娜從2027年穿越回真未來市，在那里結(jié)識(shí)了同齡且憧憬成為名偵探的少女小林未來。兩人目睹幻影怪盜團(tuán)奪走人們珍貴之物、令市民陷入困擾的場景后，通過神秘偵探道具變身為名偵探光之美少女。她們以卓越推理能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作，運(yùn)用偵探手杖、放大鏡等專屬裝備破解怪盜團(tuán)制造的連環(huán)謎題，逐步揭露該組織為尋找傳說寶藏而實(shí)施掠奪計(jì)劃的真實(shí)目的。在追蹤過程中，兩人不斷突破案件迷霧，最終直面幻影怪盜團(tuán)首領(lǐng)的陰謀，在守護(hù)市民重要羈絆的同時(shí)將犯罪組織徹底瓦解。