2018年7月8日に開催されたワールドウィッチーズシリーズ10周年記念イベント「みんながいたからデキたこと！」において、『音楽隊ウィッチーズ（仮）』の制作が発表された。同年11月10日、正式タイトルが『連盟空軍航空魔法音楽隊ルミナスウィッチーズ』となることが発表された。タイトルは公募により選出され、ウィッチ達が世界の人々の希望の光となろうと頑張ることから、光り輝くという意味の「ルミナス」が選ばれた。

2019年3月より現実の歌唱グループ「ルミナスウィッチーズ」としても活動を開始し、2020年8月26日に1stシングル「Flying Skyhigh」をリリース。

2022年7月から9月までテレビアニメが放送された。

1940年代なかば、人類は未知の敵ネウロイにより脅かされ、ウィッチと呼ばれる10代の少女たちによって守られていた。

1944年、欧州の多くを占領するネウロイとの戦いが続く中で、連盟空軍は人々の心を癒やす航空魔法音楽隊「ルミナスウィッチーズ」を結成。ブリタニア連邦の片田舎から使い魔のモフィとともにやってきたヴァージニア・ロバートソンも、その一員に加わることとなる。

連盟空軍航空魔法音楽隊「ルミナスウィッチーズ」は、以下の9名のボーカルで構成される。

• ヴァージニア・ロバートソン（声 - 鳴海まい、ブリタニア連邦出身、ボーカル・編曲担当）
• 渋谷いのり（声 - 細川美菜子、扶桑皇国出身、ボーカル・作曲担当）
• リュドミラ・アンドレエヴナ・ルスラノヴァ（声 - 藍本あみ、オラーシャ帝国出身、ボーカル・作詞担当）
• アイラ・ペイヴィッキ・リンナマー（声 - 真宮涼、スオムス共和国出身、ボーカル・リーダー担当）
• エレオノール・ジョヴァンナ・ガション（声 - 都月彩楓、ガリア共和国出身、ボーカル・サブリーダー担当）
• マリア・マグダレーネ・ディートリヒ（声 - 花江もも〈2021年1月まで〉→古仲可奈〈2021年3月以降〉、帝政カールスラント出身、ボーカル・アクロバット演目考案担当）
• マナイア・マタワウラ・ハト（声 - 結木美咲、ニューゼーラント出身、ボーカル・ダンス振り付け担当）
• シルヴィ・カリエッロ（声 - 琴坂みう〈2021年8月まで〉→吉北梨乃〈2021年12月以降〉、ロマーニャ公国出身、ボーカル・衣装担当）
• ジョアンナ・エリザベス・スタッフォード（声 - 橘きょう〈2021年10月まで〉→豆咲りお〈2021年12月以降〉、リベリオン合衆国出身、ボーカル・デザイン担当）

2022年7月から9月までAT-Xほかにて放送された。

本作の初期PVから、これまでのワールドウィッチーズシリーズのアニメではあえて省かれていた使い魔の姿が初めて描かれており、物語上で重要な役割を担う。テレビ本放送に際しての音声は、使い魔の持ち主であるウィッチの担当声優が兼役で演じる。

作中の時系列は『ストライクウィッチーズ』（TVアニメ第1期）と同時期であり、サーニャの家族との出会いや501によるガリア解放などクロスオーバーするエピソードも登場している。

TVアニメに先立ち、TVアニメスタッフによるシングル収録楽曲を使用したアニメーションPVが2本制作された。

それぞれショート・ロングの二種類制作（ショート版はYoutubeなどで公開）され、バックステージやレッスン映像などの特典を加えたOVA「私的活動記録映像集」として発売されている。

ニコニコチャンネル「ワールドウィッチーズチャンネル」にて配信の番組にルミナスウィッチーズのメンバーが出演している。

2021年3月27日にニコニコチャンネル「ルミナスウィッチーズチャンネル」を開設し、ルミナスウィッチーズのメンバーが出演する月1回のバラエティー番組を配信開始。