故事发生在东京的稻木坂学院。经济衰退、人口老龄化和其他社会问题使这所学校的招生成为一个挑战。由于找不到任何学生，学校不得不关闭，就在这时，九个年轻女孩站了起来。这些对学校有着深厚感情的女孩决定努力保护学校不被遗弃。
神尾观铃（川上伦子 配音）自小体弱多病，孱弱的身体令她无法去学校上课，只能整日待在家中。然而，观铃却并没有因此而变得郁郁寡欢，因为她相信，自己总有一天会遇见传说中的那个少年。国崎往人（小野大辅 配音）是一位旅行中的人偶师，他一直在寻找母亲所告诉他的“在空中的少女”。当往人遇见观铃之时，他发现，也许观铃正是他想要寻找的那个人。
