※一部ネタバレを含みます。
〜第零式魔導艦隊 編成内訳〜
・魔導戦艦(3隻所属)
◇エクス(本名：コールブランド)
第零式魔導艦隊の旗艦にして本作の主人公。ミリシアル海軍の最新鋭魔導戦艦、『ミスリル』級の2番艦。責任感が強く、真面目で努力家な女の子。
横須賀鎮守府の提督『梶ヶ谷 真理恵』が発動した魔法が失敗した影響で異世界に召喚される。
グラ・バルカス海軍により仲間もろ共撃沈された事が原因で、二度と同じ悲劇を起こすまいと己の練度を上げていく。その頑張り振りは、最早執念とでも言うべきレベルである。また、同艦隊では魚雷にトラウマを抱いている唯一の艦娘。
最初に出会った清霜や、教官役の金剛と特に仲良くなる。
武装：霊式38.1cm3連装砲×2基6門、アクタイオン25mm連装魔光砲×26基52門、3連装副砲×1基3門
◇カリバー(本名：クラレント)
『ミスリル』級魔導戦艦の3番艦。主人公エクスの妹。誰とでも仲良くなれる明るい性格の少女で、面倒見も良い。但し、シスコン。実の姉たちは呼び捨てにする。
グラ・バルカス海軍の奇襲攻撃で撃沈された後、バリアントと共に舞鶴鎮守府に保護される。同じシスコンという事で、比叡とは姉の良さを自慢し合う間柄に。
彼女が姉のエクスに再会できるのはいつの日になるだろうか…。
◇バリアント(本名：ガラティーン)
『ミスリル』級の前級にして準同型艦、『ゴールド』級魔導戦艦の2番艦。カリバーからは『バリ姉』と呼ばれている。
泣き虫だが心優しい性格で同じ艦隊の子たちから慕われている。エクス、カリバーよりも年上だが、背が低く年下として見られている(その為かエクスは彼女を呼び捨てにしてしまう)。
本来ならエクス、カリバーの姉であるミスリルの所属と同時に第零式魔導艦隊から離れる事になっていたが、諸事情によりミスリルが長期間のドック入りになった事から同艦隊への所属期間が延長された。その結果彼女は沈み、ミスリルが生き残る事になる。撃沈された後はカリバーと共に舞鶴鎮守府に保護される。
榛名、霧島と仲が良く、よく一緒に書類仕事をする。
・重巡洋装甲艦(2隻所属。後に航空巡洋艦となる)
◇シルバー(本名：ロンゴミアンド)
ミリシアル海軍最新鋭の重巡洋装甲艦、『シルバー』級の1番艦。雰囲気も口調もまさにお嬢様。ヴァイオレットとの関係は姉妹と言うより仲の良い親友だが、必要な時は彼女の一歩前に出る。
瑞雲教徒で日向を師匠と呼ぶ。彼女と出会った事が、航空巡洋艦改装の切っ掛けと言っても過言では無い。
◇ヴァイオレット
重巡洋装甲艦、『シルバー』級の2番艦。雰囲気、口調共に姉のシルバーと同じ。姉の事は親友として認識している。姉同様瑞雲教徒となり、日向をお師匠様と呼ぶ。
何故か艤装内に魔光呪発式空気圧縮放射エンジンの設計書が入っていた。
・魔砲船(3隻所属。後に軽巡洋艦となる。艦名の由来はアーサー王伝説に登場する湖の乙女の名前から)
◇ヴィヴィアン
ミリシアル海軍最新鋭魔砲船、『ヴィヴィアン』級の1番艦。青髪セミロングが特徴のボクっ娘。愛称は『ヴィヴィー』。
教官役の川内により、彼女に勝るとも劣らぬ夜戦バカと化した。
妹たちと共に佐世保鎮守府に保護され、既に実戦投入されている。
◇エレイン
『ヴィヴィアン』級魔砲船の2番艦。糸目と金髪が特徴の少女。ヴィヴィアンを『ヴィヴィー姉様』と呼ぶ。
教官役の神通の地獄のような特訓を受けた事で、日本勢も含めた軽巡の中でも戦闘能力が高くなる。
糸目は主に戦闘時や怒った時に半開きになる。姉同様、既に実戦投入されている。
◇ニニアン
『ヴィヴィアン』級魔砲船の3番艦。サイドアップした若草色の髪が特徴の少女。愛称は『ニニ』。
歌う事が大好きで、アイドルの素質を見抜いた那珂から訓練(レッスン)を受けてアイドルデビューを果たした。姉同様、既に実戦配備済み。因みに普段の口調は固い。
・小型艦(8隻所属。この名前自体は特定の艦種ではない。後にフィジーによって新たに魔導駆逐艦という艦種が設けられた)
◇マーリン
『マーリン』級1番艦。エクスを人一倍慕っている。現在は行方不明だが、後にある鎮守府に保護される。
◇ランスロ
『マーリン』級2番艦。真っ直ぐな性格で曲がった事が嫌い。好きな先輩はエレイン。
現在行方不明。
◇ネヴィア
『マーリン』級3番艦。姉妹ではランスロと特に仲が良い。
現在行方不明。
◇パーシー
『マーリン』級4番艦。現在行方不明。
◇リスタン
『マーリン』級5番艦。現在行方不明。
◇リフレット
『マーリン』級6番艦。現在行方不明。
◇ロミー
『マーリン』級7番艦。 現在行方不明。
◇フィジー
本作のもう1人の主人公。
『マーリン』級の8番艦。小型艦の中では一番末っ子。茶髪を左右で三つ編みにしている。明るく元気な性格。自分と親しい駆逐艦は『しぐしぐ』、『まいまい』等と呼ぶ。
『梶ヶ谷 海良』により召喚された唯一の艦娘。エクスたちより1ヶ月ほど早く異世界にやって来た。
艦娘になってから魚雷がとても好きになり、魚雷を大量に消費してしまう事も多い(なくなるたびに海良に魚雷をねだる)。教官役はハイパーズ(大井、北上)。
ルームメイトになった舞風、時雨と親友になる。また、彼女たちを通じて白露姉妹、西村艦隊、第4駆逐隊、そして一航戦とも良好な関係を築く。但し、ながも…長門は苦手。