對(duì)萬物都充滿了好奇心的箕作沙沙芽（高橋花林配音）、對(duì)美食充滿熱愛的西尾未來（岡咲美保配音）、擁有超高智商的天才少女雪野日陽（大野柚布子配音）、性格大大咧咧對(duì)什么都不在意的具志堅(jiān)修普（島袋美由利配音），這些女孩們隸屬于一個(gè)名叫"音樂少女"的偶像團(tuán)體。身為制作人的池橋大輝（平川大輔配音）雖盡心投入工作，但團(tuán)體持續(xù)面臨人氣低迷與公司赤字困境。為突破現(xiàn)狀，大輝決定啟動(dòng)新成員招募計(jì)劃，在公開試鏡中發(fā)掘了充滿神秘感的山田木花子（深川芹亞配音）。隨著新成員加入，團(tuán)隊(duì)開始嘗試音樂風(fēng)格與表演形式的革新，在堅(jiān)持偶像信念的過程中逐步獲得觀眾認(rèn)可，最終通過組合成員間的默契配合與個(gè)人魅力展現(xiàn)，在競爭激烈的偶像市場中確立了獨(dú)特地位。