星見小学校に通う5年生のシュウは、鋭い観察力を持つ名探偵。クラスメートのカナエ、タクミ、リナ、ケンタと「星見キッズ」を結成し、学校で起こる謎を解き明かす。給食のパンの消失や旧体育館の怪音など小さな事件を解決する中で、学校の地下に隠された戦時中の秘密施設と、それを狙う怪しい人物たちの陰謀が明らかに。学校のシンボル「願いの桜」を巡る噂も絡み合い、シュウたちは勇気と友情で学校を守る大冒険に挑む！