Saku Oyagi keert terug naar zijn oude geboorteplaats om naar de Soei High School te gaan. Op de eerste dag komt hij een oude jeugdvriend tegen: een tweedejaars genaamd Mihoshi Akeno. Als kinderen speelden de twee samen, waarbij Mihoshi, of Mii-chan, dol was op astronomie. Nadat ze Saku heeft overtuigd om lid te worden van de astronomieclub van de school, voegt een ander meisje, Hime Makita, zich bij de club in de hoop Saku voor zich te winnen. Dit is het verhaal van de zes clubleden van de Soei High School Astronomy Club terwijl ze door hun leven vliegen, waarbij ze allemaal volwassen worden en hun kijk op het leven veranderen.