位于東京御臺場的虹咲學園擁有自由校風與多項專科，普通科二年級生高咲侑因被學園偶像魅力觸動，在兒時玩伴上原步夢陪同下加入「學園偶像同好會」。十二名性格各異的成員與高咲侑共同展開活動，時而競爭時而協作，在追逐夢想的過程中逐步深化羈絆。面對未能進入LoveLive大賽決賽的遺憾，眾人通過校園巡演與直播積累經驗，在第二季中以全新編組形式突破重圍，最終憑借默契配合贏得全國冠軍。故事圍繞團隊成長與夢想傳承展開，展現了她們通過音樂傳遞感動、共同實現「School Idol Project」愿景的過程。