抬头看看吧，看那天上的繁星

見上げてごらん、夜空の星を

「この列車は宙をゆく銀河鉄道天文台！ 　太陽系を征服しても、我ら三人の旅はまだまだ終わらない」 どこへでも行けるって思ってた。 宇宙の謎を全て解き明かすことだって、手を伸ばせば あの星を掴むことだってできる、そう思ってた―― 子供の頃、幼なじみたちと毎晩のように星を観ていた宙見暁斗。 天体望遠鏡の先に浮かぶ無数の光に、胸を躍らせていた。 それはまるで、銀河を旅するような日々だった。 だがしかし、成長した暁斗は “星を観ない天文部員” と呼ばれるようになっていた。 やめてしまったのだ、夜空を見上げることを。 そんな彼のもとに、“むつらぼしの会” への参加要請が届く。 暁斗は誘いを断るべく会へ足を運ぶが、そこで思いがけない再会をする。 そこには、どこか遠くへ引っ越していったはずの幼なじみ・箒星ひかり がいたのだ。 いつも傍にいてくれた、もう一人の幼なじみ・天ノ川沙夜。 むつらぼしの会 復活を望む他校の先輩・白鳥織姫。 そして、暁斗を慕う後輩・日下部ころな。 別れと再会、新しい出逢いを経て、再び夜空を見上げるようになった暁斗は取り戻していく。 もう二度と戻らないと思っていた、大切な想いの数々を。 そして知っていく。 未だ出逢ったことのなかった 特別な夜 を。 「さあ、銀河の謎を解き明かすべく、次なる目的地へ向かおう！」 仲間たちと宙を見上げ、星々を巡りゆく青春の日々が、また始まる。