Iroha Sakayori, siswi SMA berusia 17 tahun yang bersekolah di sekolah unggulan di Tokyo, menjalani hari-hari super sibuk dengan menyeimbangkan pekerjaan paruh waktu dan pelajaran. Satu-satunya pelipur laranya adalah menonton siaran dari Yachiyo Runami, pengelola sekaligus liver (streamer) paling populer di dunia maya Tsukuyomi, sebuah ruang virtual tempat siapa pun bisa menciptakan avatar mereka sendiri dan bebas berkarya.
Di Tsukuyomi, Iroha menghabiskan waktunya untuk mendukung Yachiyo sebagai fans, sambil sesekali mendapatkan uang tambahan lewat permainan battle di dalam dunia tersebut.
Suatu hari sepulang sekolah, Iroha menemukan sebuah tiang listrik berlampu neon pelangi—sebuah “gaming utility pole” yang bersinar mencolok. Dari dalamnya muncul seorang bayi yang sangat menggemaskan. Karena tak tega membiarkannya sendirian, Iroha membawanya pulang. Namun, bayi itu tumbuh besar dalam sekejap, berubah menjadi gadis seusia Iroha.
“Jangan-jangan… kamu ini Kaguya-hime?”
Gadis yang tumbuh menjadi Kaguya-hime itu bersikap seenaknya dan sering meminta hal-hal yang merepotkan. Karena permintaan (atau lebih tepatnya, kemauannya) itu, Iroha akhirnya membantu Kaguya menjadi liver di Tsukuyomi—dengan Iroha sebagai produser musik, dan Kaguya sebagai penyanyinya. Perlahan, hubungan keduanya makin dekat.
Namun, tanpa mereka sadari, bayangan ancaman yang hendak membawa Kaguya kembali ke bulan sudah semakin dekat…
Inilah kisah klasik “Kaguya-hime” yang belum pernah disaksikan siapa pun sebelumnya.