En la ciudad de Sahoro-
Una leyenda persiste. Se cree que quien reúne las 12 estrellas llamadas "Ambicioso" puede alcanzar cualquier sueño que desee...
Y esta noche, alguien sigue persiguiendo esta fábula por las calles de Sahoro.
"Tarjeta de visita: Esta noche, tomaré el hermoso cielo estrellado de esta ciudad. Firmado, Ladrona Fantasma Miss Arte."
Por pura coincidencia, nuestro protagonista, Nezu Mikage, se encuentra casualmente en el lugar de la última hazaña de Miss Arte. Sorprendentemente, deduce que la verdadera identidad de la señorita Arte es su compañera de clase, la ojou-sama (señorita) Arise Kaguya.
"No podemos arriesgarnos a que alguien lo descubra. Por eso, te mostraré... Atraparé tu corazón y todos los sentimientos que contiene."
Kaguya, no queriendo que su secreto sea desvelado, intenta reclutar a Mikage en el grupo de ladrones fantasma que formó para llevar a cabo sus ambiciones, pero no todo sale según lo planeado.
En un momento dado, el "orfanato" donde creció Mikage se ve en peligro. Al hacer su aparición, la señorita Arte protege rápida y elegantemente la institución, revelando una "verdad" oculta en el proceso.
"Entonces, ¿no eres como la típica ladrona?"
"Exacto. Robo los corazones de quienes me presencian y dejo en ellos una impresión imborrable. Esa es la esencia de un kaitou (ladrón fantasma)".
"Entiendo. Te echaré una mano. A tu yabou(ambición) o como quieras llamarlo."
Cuando "Phantom Thief Miss Arte" y "Phantom Thief Midnight" unen sus fuerzas, se alza el telón de una historia que gira en torno a la "verdad" que envuelve la noche de Sahoro.