​両親の離婚により、幼い双子の弟妹を連れて父 ・ 航（わたる）と共に転校してきた星ノ輪 紬（ほしのわ つむぎ）。彼女は、かつて両親が出会い、愛を誓ったという言い伝えが残る旧校舎の「天文部」の門を叩きます。 ​そこは、不愛想な部長 ・ 朔間零央（さくま れお）と、おっとりとした羽月立夏（はずき りっか）の二人だけで活動する、廃部寸前の場所でした。紬は、家族をもう一度繋ぎ止めるヒントを探すため、そして自分たちが生まれたきっかけとなった「嵐の夜の奇跡」を証明するために入部を決意します。