新学期が始まった結ヶ丘女子高等学校。 いつも通りLiella!が屋上で練習をしていると、その声に惹かれる一人の少女の姿が。 彼女の名は、桜小路きな子。今年から結ヶ丘に入学する新入生だ。 どうしても屋上から聞こえてくる声が気になったきな子は、学校に侵入し、声の元へ向かう。 そこには息の合ったパフォーマンスをするLiella!の姿が。こっそり覗くきな子だったのだが──。

きな子が入部し、6人になったLiella。しかし、きな子の入部後、スクールアイドル部の新規入部希望者は一向に現れない。きな子によると、原因は練習が厳しそうという噂からだった。 そこで新入生が入りやすいよう、練習メニューを軽いものに変更することにしたLiella!。 しかし、今年こそラブライブ！優勝を目標としているにもかかわらず、練習メニューのレベル落とすことに違和感を感じたかのんは──。

昨年も出場したスクールアイドルフェスへ招待されたLiella!。出番はトリだ。 初の大舞台に緊張するきな子。 そんなとき、ステージから圧倒的な歌声が響きわたる。ウィーン・マルガレーテだ。 結局Liella!は特別賞を受賞したものの、優勝を逃してしまう。優勝したのはウィーンだった。 ウィーンはかのんに、「そこまで大した大会じゃないみたいね……ラブライブ！って」と言い残し、その場を後にする。

1年生の若菜四季は、スクールアイドルが大好きなのになかなかスクールアイドル部に入ろうとしない同級生、米女メイを見かねていた。 そしてついに、ある作戦に出る。 自らスクールアイドル部に体験入部し、その様子をメイに見せつけたのだ。 屋上でLiella!と一緒に練習する四季に混乱したメイは、焦って彼女たちのいる屋上へ向かうと、怒って帰ってしまう。 四季はメイの事情をLiella!に話すことになり──。

新たに四季とメイが加入し、8人になったLiella!。 そこに、Liella!の人気をかぎつけた1年生、鬼塚夏美が現れる。夏美は動画配信事業を行っていて、CEOも務めているのだという。そこで今回、Liella!の宣伝を動画で手伝いたいと名乗り出た。 宣伝をメンバー以外の人に任せれば、Liella!は練習に専念できるので悪い話ではない。 Liella!は夏美の話に乗ることに。しかし、すみれは夏美の行動を怪しんでいて──。

夏休み中、別行動をとると宣言した1年生たち。かのんは、そのことを気にしていた。 そんなかのんをほかの2年生が励ます。1年生が自ら別行動をして頑張りたいというのは、いいことなのだと。 かのんは不安を残しつつも、みんなの言葉を信じることに。 一方、1年生たちは夏美と共に、きな子の実家がある北海道へ合宿に来ていた。 みんなと一緒に過ごす中で夏美は、自分には夢が無い。だからお金を稼ぐくらいしかできないと本音を漏らす──。

夏美を入れて、9人になったLiella!。そして、ついにラブライブ！の開催が発表された。 今回は曲目のテーマが自由であるため、ラブライブ！出場用の新曲を作ろうと意気込む一同。しかし、学校の雑務を一人でこなす恋の疲労はピークに達していた。 結局恋は作曲を引き受けピアノと向き合うのだが、何やら恋の様子がおかしいことに気付くメイ。 そしてメイは、ふと通りかかった音楽室で、恋の秘密を知ってしまう。

ラブライブ！に向けての作戦会議をするLiella!。今年のラブライブ！はリモート形式で曲目は自由。 曲はもちろんだが、多くのグループが参加する中で目立つためには、ステージ作りも重要になりそうだ。 Liella!と結ヶ丘のことが伝わるステージ……。 かのんは、そんなステージを作るために、結ヶ丘のシンボルについて考えていた。 その町やその場所に学校があるのは、きっと何か繋がっている、意味があると──。

ラブライブ！地区予選を突破したLiella!。 しかし千砂都は、2年生にこっそり、1年生と2年生の間にかなりの実力差があると伝える。 1年生が頑張っているのは確かだが、このままだと恐らく決勝進出は難しい。 どうすれば……とみんなが悩んでいると、可可は今のままでいいと話す。 1年生は頑張っている。今そのことを話すと、頑張りすぎて辛くなってしまうと思う、と。 そんな可可を見つめるすみれはどこか不満そうで──。

決勝進出に向けた集中合宿のため、きな子の実家へやってきた9人。 全員の距離を近づけるため、今回は曲もダンスも全部、1年生と2年生が合同で作ることにしたのだ。 最初は戸惑うが、次第にアイデアを出し合っていく1年生たち。 そんな中、「自分たちにとっての歌」とは……と悩むかのん。 ウィーンに以前言われた、「私が本当の歌を教えてあげる」という言葉が引っ掛かっていたのだ。 そこでかのんは、あることを思いつく。

見事、東京大会の勝者となったLiella!。しかし、現実を受け止めきれないウィーンは、その場を立ち去ってしまう。 一方、かのんの家で打ち上げをするLiella!の9人。いつしか年も明け、初詣に向かうことに。 すみれの実家の神社で、いい歌が歌えますように！と願掛けする9人。 そんな中、かのんはなぜウィーンが来日したのかを気にしていた。 その時、SNSで近くにウィーンがいることを知ったかのんは──。

理事長にウィーン国立音楽学校への編入を勧められたかのんは、自分の進路に悩んでいた。 千砂都は、かのんが世界に歌を響かせる夢を叶えるためにも留学してほしい、と言ってくれたのだが、かのんはLiella!やほかのみんなのことが気になってしまい、思い留まっていた。 そんな夜、千砂都から連絡があり、かのんは学校に向かうことに。 するとそこには、千砂都だけでなく、Liella!のみんなの姿があって──。