故事延续在电视动画版《LoveLive! 第二季》的最后一话。当届“LoveLive! ”大赛优胜的μ's，因为三年级生的毕业，原先已做出解散并终止活动的决定。就在三年级生毕业典礼的这一天，当她们即将步出校园时，突然收到一份来自“LoveLive! ”大赛主办单位的通知。为了将第三届大赛办得更加盛大，大赛的主办单位对当届的总冠军（也就是μ's）发出请托，邀请她们前往美国进行Live，以增加“LoveLive! ”大赛在大众面前的能见度。 与未知的世界接触之后，一点一滴逐渐成长的9人，作为学园偶像，最后可以做点什么呢？在有限的时间内，μ's所呈现的最棒的Live会是什么样子呢？

既没有大城市那般的嘈杂，也没有郊外般闲暇的接到，祖师谷大藏。憧憬着怪兽娘们的组织“GIRLS”的同时，又是一名极其平凡地度过每一天的女高中生·平贺冴月。某一天，因为觉醒了不可思议力量而困惑的冴月，拯救了她的并不是她所憧憬的“GIRLS”而是自称为布莱克指挥官的怪兽娘所率领的邪恶军团“BLACK STARS（黑色群星）”！？

　女高中生河本加奈和她的朋友pez、圣、阿满过着平常又有趣的日子，直到骑着机车的宇宙警察晴子闯入她们的生活。与此同时，这个世界正在遭遇外星人的侵略……

小户川是个性格乖僻且寡言的怪人。作为一名私人出租车司机，他在串街揽客的同时也尽可能地不与他人发生联系，每天过着平凡的生活。然而有一天，他意外地被卷进了“练马区女高中生失踪事件”中。不仅如此，小户川的邻居也提供了“在他独自居住的房间里有传出说话的声音”此类令人不安的证词。 上亿的巨额资金、目的不明的流氓集团、正要走红的偶像团体、被领袖化的大学生等，各种事物纠结在一起，最终演变成无法收拾的混乱状况。尽管如此，借由某个计划付诸实行的契机，一口气收拾了整起事态。这一连串包含了诸多悲哀与荒诞的事件，似乎是暂时落幕了，原本是这样以为的。被牵扯在其中的人们一一提供证词。在故事表象背后的背后，究竟发生了什么事，这些线索拼凑在一起后，事件又浮现出了全新的轮廓。一位出租车司机所体验的“彻底改变人生的事件”转换了样貌，再次撼动了命运的齿轮。