浦の星女学院の二学期がきた！学校の統廃合を阻止するためラブライブ！に出場するも、惜しくも地方予選で敗退してしまったAqours。それでもめげることなく、次回ラブライブ！出場に向け決意を新たにする千歌たち。まずは学校説明会でライブを行い入学希望者を増やそうと練習を始めるが、そこで鞠莉から衝撃の事実を告げられる──。

ラブライブ！予備予選と学校説明会のライブに向けて曲を作り始める千歌たち。しかし、2曲作らなければいけないという時間のない中、千歌はまたしても作詞に難航してしまう。そこで鞠莉が出した提案は、2年生と1・3年生の二手に分かれ1曲ずつ作業をすること。2チームでそれぞれ作詞・作曲に励む9人。だがその途中で、楽曲のコンセプトをめぐって1年生の善子・花丸と3年生の果南・鞠莉がケンカになってしまい──！？

天候の悪化で学校説明会が延期になったことにより、説明会とラブライブ！予備予選の日程がかぶってしまうことに。なんとか両方に参加できないかと考えあぐねた末に出した唯一の方法は、予備予選を出場番号1番で終わらせ、急いで説明会に駆けつけることだった。しかし抽選で決まった出場順の都合でその手段も取れなくなってしまう。どちらかを選ぶしかない状況で、千歌が出した答えは──。

ラブライブ!予備予選を1位通過して波に乗るAqours。──と、思いきや、2つのステージを披露するために活動費を奮発しすぎて、残金がたったの5円に。みんなでフリーマーケットに出店するも、ダイヤのあまりの気迫にお客さんが去ってしまったりと前途多難。 そんな中、後輩からちゃん付けで呼ばれて慕われる果南と鞠莉を見て、ダイヤは自分だけ距離をあけられていると寂しく感じてしまう。水族館のアルバイトを通じて、後輩たちと仲良くなろうと頑張るダイヤだが──。

ラブライブ!地区大会に向けて練習に励む中、善子は嵐の夜に迷子の子犬を拾う。自宅のマンションでは飼えないため、こっそり社の境内で面倒を看ていたところを梨子に見つかった善子は、梨子に子犬を少しの間預かってほしいと頼む。初めは恐る恐る世話をしていたが、次第に子犬と仲良くなる梨子。いつしか善子と取り合いになるほどに。しかし程なくして、その子犬の元の飼い主が見つかり、引き渡すことになってしまった。 しかし、子犬との出会いは運命の導きだと信じたい善子は、梨子と共にある行動に出る。

前回突破できなかったラブライブ！地区大会に向け、必死に練習を重ねる9人。しかし地区大会では会場に出場校の生徒が応援に来るため、生徒数の少ない浦の星女学院は不利になってしまう。生徒数の不利をカバーする方法を見つけようと、「Saint Snow」の聖良にアドバイスを求める千歌。そんな折、3年生から渡されたノートには、かつて鞠莉がケガをしてしまった高難易度のパフォーマンスが記されていた。Aqoursらしさとは、輝きとは──。自分のことを"普通で非力"だと思い込んできた千歌は、その答えを求めて大技へ挑む。

見事ラブライブ！決勝進出を決めたAqours。ライブ映像の再生数は急上昇し、メンバーは喜びに胸をふるわせるも、入学希望者数は伸び悩んでいた。タイムリミットは今日。「入学希望者を100人集める」という鞠莉の父親との約束を守ることができなければ、学校はなくなってしまう。タイムリミットが刻一刻と迫る中、鞠莉は父親に期限を延ばしてもらうよう交渉し、なんとか明け方5時まで待ってもらうことに。9人はそれぞれの想いを胸に、自分たちの今日までの努力を信じて夜明けを待つ──。

冬休み、Aqoursは北海道で開催される地区大会にゲストとして招待されていた。沼津から遠く離れた地でファンから写真撮影を求められ、改めて決勝に出場するという事実の大きさに気付く9人。地区大会の開演前、Aqoursは出場者である「Saint Snow」の楽屋を訪れる。決勝戦では互いに競い合い、ラブライブ！の歴史に残る大会にしようと誓い合う千歌と聖良。一方、理亞の様子がいつもと違うことに気付くルビィ。そして、大会は誰もが予想だにしなかった結果に──。

「Saint Snow」として出場できる最後の大会で失敗してしまったと落ち込む理亞を励ますため、ルビィは一緒にもう一度ライブをやろうと提案する。自分たちだけで作り上げたライブを聖良とダイヤに見てもらい、安心して卒業してもらいたい──二人の想いとルビィの優しさに触れ、花丸と善子も協力するべく北海道に残ることを決める。1年生だけでライブの準備を進める中で、自分自身でも気付いていない力が、もしかしたら私たちにもあるのかも、と思い始めるルビィ。ルビィと理亞は、これまで姉たちに任せてきたことを自分たちの力で乗り越えようとその一歩を踏み出す──。

新年早々、千歌はお年玉をせがんだりと元気いっぱい。浦の星女学院での生活も、あとたったの3ヵ月。たとえ統廃合になってしまうとしても、ラブライブ!で優勝して、浦の星女学院の名前を残したい。その想いを胸に、北海道から駆けつけてくれた聖良と理亞に特訓をつけてもらうAqours。 そんな中、卒業後はそれぞれ違う進路へ進み、会えなくなってしまう3年生の3人は、幼い日に見ることができなかった流れ星を、今度は9人で見に行こうと夜の内浦に集まるのだった──。

浦の星女学院最後の新学期が始まった。よしみ、いつき、むつをはじめとした生徒たちからの、“最後にドカーンと盛り上がる閉校祭をやりたい”という提案に、感激しつつ快諾する鞠莉。明日に迫る本番に向け、この学校で過ごした日々に思いを馳せながら着々と準備を進めるAqours含む全校生徒たち。予期せぬトラブルが起こるも、理事長である鞠莉の全面的なサポートと生徒全員の頑張りでピンチを乗り越える。そしていよいよ浦の星女学院最後のお祭り、生徒全員の力で作り上げた“閉校祭”当日を迎える──。

ラブライブ！決勝がいよいよ明日に迫り、東京へ向かうAqours。神田明神へ参詣に訪れると、浦の星女学院の生徒たちが奉納した、Aqoursを応援するたくさんの絵馬を見つけ、浦の星のみんなの気持ちに胸を打たれる。同時に、大勢のスクールアイドルがそれぞれの優勝を願って奉納した絵馬が並ぶ光景を目の当たりにした千歌。応援に駆け付けた「Saint Snow」に、以前自分が尋ねた“勝ちたいですか？”という問いを返されるも、自分たちと同じ想いを持ってラブライブ！に臨むスクールアイドルたちの存在を改めて感じた千歌は、その問いにどうしても答えることができなかった──。

ラブライブ！本大会で悲願の優勝を果たしたAqours。そして、浦の星女学院で過ごす最後の日がやってきた。学校で過ごしたたくさんの思い出を胸に、大好きな校舎に寄せ書きをする生徒たち。最後は泣かずに、笑顔で迎えようと約束するAqoursの9人。卒業式では、理事長の鞠莉から卒業証書が授与される。そして生徒会長であるダイヤの閉校の宣言で、浦の星女学院の歴史に幕が下ろされるのだった。──それぞれが浦の星女学院の生徒であったことを誇りに思い、巣立ちの時を迎える。