喜欢天空，喜欢摄影的普通高中生森宫依人（冈本信彦 配音）和体弱的姐姐森工苍乃（中原麻衣 配音）相依为命。在一次拍摄天空的过程中，依人和命定的少女四方茉莉（能登麻美子 配音）相遇，这个活泼开朗的女孩让依人很有好感。因为一些意外，茉莉住进了依人的家，和依人的同学石月真名（本多阳子 配音）等也成为了好友。恰巧的是，真名的妹妹小依（清水爱 配音）和依人的姐姐苍乃住在同一家医院。于是，依人和真名等的联系更加紧密了。随后出现的一些事件，让依人认识到原来茉莉是传说中的“夜娲人”，拥有超强能力和不死之身，而许多事情的真相依人却还不知晓……

《无头骑士异闻录×2》是根据成田良悟原作的轻小说《无头骑士异闻录》改编的第2期电视动画。作品分割3季度播放，副标题分别为“承”、“转”、“结”，分别于2015年1月、7月、2016年1月播出。动画由第一季动画的制作公司Brain’s Base的人员创建的新制作组朱夏担当 制作，主创人员保持不变。