ある静かな午後のパリのアパートで、プロの殺し屋ミレイユ・ブーケは、日本の少年キリカ・ユウムラから奇妙なメールを受け取る。そのメールには、二人で「過去への巡礼」を共にするよう提案されていた。最初はミレイユはそれを無意味な言葉だと片付けるが、幼少期に聴き慣れた旋律がメールから流れてくると、考え直す。
二人が対面した時、武装した男たちによって襲撃される。ミレイユは巧みに襲撃を捌くが、キリカが単独で複数の敵を倒す戦闘能力を目の当たりにし、驚く。キリカは殺戮に対する罪悪感を持たず、自分がどこから来たのか、どうやって戦うことを学んだのかさえ覚えていないと告白する。
二人の過去に何らかの繋がりを感じたミレイユは、キリカと共に行動することを決意する。「ノワール」というコードネームのもと、二人は暫定的なパートナーシップを結び、様々な任務を遂行する。その一歩一歩が、二人の出自の真実を解き明かす鍵となっていく。