地处新香港市的一个喧嚣夜晚，一度沉缅立体格斗的美剑阳菜(池泽春菜 配音）和夏树、惠美正在巨蛋体育馆观看精彩纷呈的异种格斗，突然之间体育馆内出现剧烈爆炸。阳菜从短暂的昏迷中醒来，发现自己被号称GOMA四天王之一的真红之莎菲亚摄入一个异度空间。危急时刻，冷静沉着的仙蒂·撒哈尼（桑岛法子 配音）出面拯救了她。连番激战过后，阳菜体内蕴含的力量觉醒，实现变身。随后，凤丽华（木村亜希子 配音）也加入战斗中。另一方面，阳菜的父亲随某考古学家探究远古文明的秘密，无意中启动了古文明的动力装置。世界开始面临前所未有的改变…… 本片根据大张正己和青树零梦的原作改编。
故事发生在位于东京都的音乃木坂学院中，经济不景气，人口老龄化等等的社会问题让这所学校的招生成为了难题。找不到学生，学校只能关门大吉，就在这时，九名少女站了出来。这些对学校感情极深的少女们决定，要为了保护学校不被废校而做出努力。 活泼健气的高坂穗乃果（新田惠海 配音），温文尔雅的园田海未（三森铃子 配音），温柔勇敢的南小鸟（内田彩 配音），聪明伶俐的混血儿绚濑绘里（南条爱乃 配音），我行我素的学生会长东条希（楠田亚衣奈 配音），傲娇大小姐西木野真姬 （堀絵梨子 配音），运动系少女星空凛（饭田里穂 配音），默默无闻的小泉花阳（久保由利香 配音），OTAKU宅女矢泽妮可（德井青空 配音），这些勇敢的少女组成了偶像团体，发誓要为了保护学校不被废校而做出绝对的努力。
某一天的相遇为开端，通过Cosplay加深交流的喜多川海梦与五条新菜。 还有好多想尝试的Cosplay，想制作的服装。 在与同班同学们的交流，以及新的Cosplay伙伴们的相遇中， 海梦与新菜的世界变得更加广阔。 然后，对新菜怦然心动、心跳不已的海梦的恋情会有进展吗――！？ 因Cosplay而拓展的世界，找到的自我―― 海梦与新菜的Cosplay心跳?爱情故事，继续上演！
