私立结之丘女子高等学校，在表参道、原宿、青山三街道交界之处，一所新设立的学校今年迎来了第一批入学的学生。没有历史、没有学长、没有名气，要什么没什么的新学校里，以涩谷香音为中心的五位少女与“学园偶像”相遇了。我，果然还是最喜欢唱歌了！想通过歌声……实现愿望！尚且稚嫩的星星们，不断积累着大大的梦想——。纯白而拥有着无限可能的她们的「大家一起来实现的故事（学园偶像计划）」。展翅飞翔吧！我们的LoveLive！
20世紀末の現代、高校生の火野ヤマトは体育館で自分の名を呼ぶ巨大な「魔神」の幻影を見る。幻を振り払おうとするヤマトであったが、「魔神」とともに「見知らぬ女性」の声が聞こえたとき、ヤマトは声に歩み寄ってしまう。 ヤマトが「魔神」によって運ばれた先は1万年前に地殻変動で海に沈んだはずのムー大陸であった。訳が判らないヤマトに対しムーの民たちは彼を「マジンガーが選んだ救世主」と持ち上げる。彼らムーの民の守護神こそ、彼を現代から過去に運んだゴッドマジンガーであった。そんな折、ムーの民と拮抗する勢力であるドラゴニアが襲来すると、再び「魔神」の声がヤマトを呼び寄せる。ヤマトがゴッドマジンガーと融合したとき、ゴッドマジンガーはドラゴニアの恐竜軍団を撃退するのであった。
