福井県小浜市。授業の一環で製造されるサバ缶が自慢の若狭水産高校に新米教師として赴任してきた朝野峻一（北村匠海）。ダイビングが趣味の朝野は、海辺の町で教師になる念願を叶えて、意気揚々と初出勤。 しかし、自分の言葉に耳を傾ける生徒たちは皆無。さらに同僚の教師・黒瀬正樹（荒川良々）から、「何でこの学校に来たんや？ここ、もうつぶれるで」と衝撃の言葉を告げられる。 落ち込む朝野は、帰宅途中に若狭水産高校に通う菅原奈未（出口夏希）を見かける。学校ではどこかつまらなそうにしている奈未が、生き生きとダンスを踊っている姿を見て驚く朝野。 「誰からも期待されとらんもん」と投げやりな奈未の一言で自分がやるべきことに気づく。「やってみなきゃ、わからない」、その言葉を胸に一念発起した朝野は、まずは港の水揚げ場での校外実習を提案する。 校外実習の最中、若狭水産高校に通う寺尾創亮（黒崎煌代）の父で漁師の寺尾茂信（迫田孝也）から港で大型クラゲが大量発生してしまい、網が破れ、死活問題となっていると知らされる朝野。 そこで奈未や創亮ら生徒たちに、朝野は「みんなで考えてみよう」と呼びかけるが…。 同じ頃、JAXA（宇宙航空研究開発機構）でISS（国際宇宙ステーション）補給機開発のエンジニアとして働く木島真（神木隆之介）は、幼い頃から夢みた宇宙飛行士選考に落選し、しかも上司から宇宙日本食を開発する部署への異動を命じられていた。 全くの専門外への部署異動に納得がいかない様子の木島。宇宙日本食開発ルームは木島と上司・東口亮治（鈴木浩介）のたった2人だけの小さな部署。東口は、木島の妥協なき姿勢で仕事に臨む性格を見込んで、『宇宙日本食認証基準案』を共に作ろうと提案する。 「自分たちのサバ缶を宇宙へ」教師と高校生たちの夢が、今走り出す——！

学校存続の危機にある若狭水産高校に新米教師として赴任してきた朝野峻一（北村匠海）は、生徒たちと「サバ缶を宇宙食にする」という目標を掲げる。 それにはNASAが宇宙食を作るために考えた食品衛生管理システム「HACCP（ハサップ）」を取得することが絶対条件。「宇宙でもどこでも、飛ばせるもんなら飛ばしたろうや」とやる気を見せるのは、菅原奈未（出口夏希）。 その一言に、寺尾創亮（黒崎煌代）、福原凪沙（夏目透羽）、佐々木柚希（ゆめぽて）たちも意気込み、HACCP取得という目標に向けて一致団結する。 しかし、東京から転校してきた菊池遥香（西本まりん）はその雰囲気に馴染めずにいた。 遥香は東京の友だちのSNSを見ては落ち込み、自身は「こんなとこにいて何が楽しいの？」、「東京に戻りたい」などと書き込む日々。そんな中、両親の営むクリーニング店の店番中に朝野が客としてやってくる。「……よく来たよね、こんなとこに」と言う遥香に対して、「僕は楽しいよ。つまらなくしてるのは菊池さん自身なんじゃないかな」と答える朝野。すると、遥香はこれ以上の関わりを遮断するようにバックヤードに去ってしまう…。 同じ頃、JAXA（宇宙航空研究開発機構）で宇宙日本食開発担当となった木島真（神木隆之介）は「宇宙日本食認証基準案」の“新しい基準”を作るために最も大事な「食」の安全について、考えを巡らせていた――。

若狭水産高校の教師、朝野峻一（北村匠海）と生徒たちは、NASA（アメリカ航空宇宙局）が作った食品衛生管理システムのHACCP（ハサップ）認証を取得するため申請を提出。それから半年以上が経過し、菅原奈未（出口夏希）たちは進路について本格的に考える時期を迎えていた。 生徒一人ひとりが進路の悩みを抱える中、朝野からついにHACCP認証の報告を受ける。その場にいた奈未の「宇宙へ飛ばす。うちらのサバ缶」という言葉をきっかけに、NASAへ「サバ缶を宇宙に届けたい」と英語でメールを送ることにしたが、なしのつぶて。 そんな中、アメリカにあるNASAではなく日本からと気づいた朝野は茨城県つくば市にあるJAXA（宇宙航空研究開発機構）に出向き、宇宙教育センターの皆川有紀（ソニン）を訪ねる。朝野は若水の生徒たちが、自分たちが作るサバ缶を宇宙食にするため試行錯誤を重ねている経緯を伝え、実現に向けてのアドバイスを求める。すると、皆川は「自分は教育センターの人間なので答えられないが、宇宙食開発担当者たちにつなぐことはできるかも」と話し、そのために“宇宙食として成立する設計”を10日後に提出して欲しいと課題を提示する。 朝野から報告を受け、やる気を見せる奈未たちとは対照的に、否定的な意見を言うのは木村琉空（山下永玖）。高校３年生の彼らにとって高校生活はあと半年もない。進路に悩む琉空は「現実を見ろよ」と同級生たちに苛立ちを隠せない。そんな琉空のある言葉に、寺尾創亮（黒崎煌代）は怒りを露わにして⋯。 そんな折、JAXAで「宇宙日本食認証基準案」を開発中の木島真（神木隆之介）に、皆川が、高校生たちがサバ缶を宇宙食にするため奔走している話を伝える。しかし、木島は現実的ではないと断言。 10日後に迫るリミット。そして、生徒たちが選ぶ未来、朝野と生徒たちが描く夢の行く末は…。

朝野峻一（北村匠海）が若狭水産高校に赴任し、宇宙食開発に共に奔走した生徒たちが卒業してから2年、小浜（おばま）の街はアメリカ合衆国のオバマ大統領就任で盛り上がっていた。 今は東京で大学生活を送る菅原奈未（出口夏希）、小浜で漁師として働く寺尾創亮（黒崎煌代）たちと共に、NASA（アメリカ航空宇宙局）が宇宙食を作るために考えた食品衛生管理システム「HACCP（ハサップ）」の認証は得たものの、それ以上の進展がないままになっていた。 若水に通う高校生、宮井恵（早瀬憩）は、成績優秀で学校でも一目置かれる存在だ。しかし、希望校ではなかった若水で目的を失っている恵は実習テーマがなかなか決まらない。「先生に決めてもらうのはダメですか？」と言う恵に、宇宙食開発を薦めることを考えるも、自分が誘導してしまうことに違和感を覚えた朝野は、「できれば、宮井さんが自分で決めてほしいな」と自己決定を促す。 実習テーマの提出期限が迫る中、恵はかつて奈未たちが宇宙食開発の記録をしていた“黒ノート”を発見。そこに書かれた奈未たちの「自分たちのサバ缶を宇宙に飛ばす！」という強い思いに心を動かされ、実習テーマを『サバ缶の宇宙食開発』に決める。同級生の早川樹生（中川翼）、桑田実桜（足川結珠）もある理由から加わり、新たなメンバーで宇宙食開発を続けることに！ それを受けて朝野はJAXA（宇宙航空研究開発機構）職員の皆川有紀（ソニン）に連絡し、宇宙食開発再開報告と共に相談をもちかける。皆川はJAXAで「宇宙日本食認証基準案」を開発中の木島真（神木隆之介）にも声をかけて協力を求めるも、大きな問題が待ち構えていた…。

朝野峻一（北村匠海）が教師として働く若狭水産高校に廃校の危機が訪れていた。朝野の同僚の黒瀬正樹（荒川良々）も「廃校は規定路線。その前段階としてのただの説明会や」とこぼし、再編計画説明会が行なわれることが決まっていた。朝野はこれまでの生徒たちと取り組んできた宇宙食開発の資料を提出し、どうにか継続できないかと模索する。 商店街では檜山香織（熊切あさ美）と恵が廃校反対の署名活動を行なっていた。すると仕事終わりの寺尾創亮（黒崎煌代）がやって来て「俺も、配ってええか？」と加勢する。 一方、朝野は、木島に会うために茨城県つくば市にあるJAXA（宇宙航空研究開発機構）へ。しかし木島が不在の為、皆川有紀（ソニン）から宇宙日本食開発ルームで木島の上司、東口亮治（鈴木浩介）を紹介される。朝野は東口に“宇宙キャラメル”の資料を見せ、「アイデアとしては非常に面白い」という言葉をもらうが…。 若狭水産高校の体育館では再編計画説明会が開始される時間に。校長や黒瀬だけでなく、寺尾や寺尾の父・茂信（迫田孝也）ら地元の人々も集まっている。商店街では、恵たちが声を張り上げながら署名活動を続けていた。説明会も終盤に差し掛かろうとした時、地元の人たちが声を上げ始める。 そして、ようやく到着した朝野が…。

若狭水産高校、通称・若水の教師、朝野峻一（北村匠海）は高校３年生の井畑雄介（荒木飛羽）に手を焼いていた。補導を繰り返し、今回はタバコを所持していたため朝野が指導することに。「この時期に、もし停学とかになったら」と心配する朝野に対し、井畑は「退学でええよ。どうせ廃校やろ」と投げやりな態度を見せる。しかし井畑だけでなく、他の生徒たちも口々に「どうせ廃校」と言い、その言葉を聞くたびに、朝野はやるせない気持ちを抱えていた。 数年前、JAXA（宇宙航空研究開発機構）宇宙教育センターの皆川有紀（ソニン）が言った「小浜の伝統である“鯖街道”を宇宙までつなげて欲しい！」という言葉。それを子供の頃に共に聞いた佐伯健人（市原匠悟）と「宇宙にサバ缶を飛ばしたい」という夢を掲げて若水に入学をした井畑。しかし、1年前に起きた東日本大震災をきっかけに母親と別れてひとりで暮らすようになり、さらに廃校の話が進む中で、宇宙食開発をする機会も失い、その夢への道は断ち切られ、次第に井畑の心は荒れていく。 一方の佐伯は、朝野に「とにかく宇宙サバ缶を無くしたくないんです」と宇宙サバ缶を災害食にできないか打診する。ひとりでも諦めずに作業を進める佐伯の姿を見た井畑は、さらにいら立ちを抑えられず…。 JAXAでは「宇宙日本食認証基準案」を開発中の木島真（神木隆之介）はNASA（アメリカ航空宇宙局）に送った宇宙食のフィードバックがなく、頭を抱えていた。皆川が「東口さんに相談してみたら？」と助言するも、木島は「いえ、僕の仕事なので」と言いつつもどかしそうな様子で…。 若水は廃校寸前。逆らえない運命の中で若水の宇宙サバ缶プロジェクトは最も“どん底”な状況にあった。朝野や生徒たちは夢と希望を見いだし奇跡を起こすことはできるのかー。

朝野峻一（北村匠海）が働く若狭水産高校は存続の危機にあったが、檜山香織(熊切あさ美)ら小浜の人々の尽力もあり、若狭小浜高校と統合が決定し、“若狭小浜高校海洋科学科”として存続することに。朝野は、黒瀬正樹（荒川良々）と共に海洋科学科の教師として、入学式の準備をしていた。しかし、普通科の教師と生徒の存在に、居心地が悪そうな朝野は「なんか…完全アウェイな感じですね…」とこぼす。そこにやって来たのは、教師１年目の朝野と共に宇宙食サバ缶開発を立ち上げた１期生、菅原奈未（出口夏希）。彼女は新任教師として赴任してきたのだ。 そして奈未と同じ１期生、寺尾創亮（黒崎煌代）の妹、瑠夏（伊東蒼）が海洋科学科に入学。車いす生活の瑠夏は、無重力の宇宙に憧れ、宇宙食サバ缶プロジェクトにも熱い思いを抱いてきた。これまでの先輩たちの功績に触れ、目を輝かせる瑠夏。奈未は瑠夏以外の生徒にも、宇宙食開発に興味を持ってほしいと願うが、「何年かかってもダメやったやつやろ？」「やる意味あるん？」と言われ、ショックを隠せない。奈未と瑠夏の2人で宇宙食サバ缶開発を再スタートさせることに。 その後、ひょんなことがきっかけで、小松崎菜那歌（平澤宏々路）、川上寿々（石田莉子）も宇宙食開発に加わる。朝野にも「手伝ってほしい」と話すが、態度がどこかそっけないと感じ、奈未は不満を募らせていき…。 一方、JAXA（宇宙航空研究開発機構）では、宇宙飛行士の募集が始まった。宇宙飛行士は、「宇宙日本食認証基準案」の開発を続ける木島真（神木隆之介）の目指す場所であり、長年の夢だ。しかし、心に何か引っかかっている様子で…。