故事发生在樱丘高中，围绕着由五个成员组成的轻音部展开。这支名为“放学后茶会”的乐队中，担任吉他和主唱的是天然呆少女平沢唯（丰崎爱生 配音），担任贝斯手的是稳重但容易害羞的秋山澪（日笠阳子 配音），担任鼓手的部长，是非常有活力的田井中律（佐藤聪美 配音），温柔热情的键盘手是琴吹紬（寿美菜子 配音），吉他手是学妹中野梓（竹达彩奈 配音）。新学年开始，除了小梓，大家都升上三年级，还被分到了同一个班级。然而要是再不招揽新成员入部，来年四名成员毕业离校，轻音部就要面临废部的命运了。
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海宝是彩虹城的守护者，是帮助人类的精灵，有超能力，能够解救人类，看上去憨厚可爱，实则大智若愚。有一天，玩偶星球派来了破坏者丑丑，作为彩虹城的守护者，海宝与丑丑展开了战斗，这是故事中一对主要的冲突角色。但丑丑并不是简单的反面形象，他来自外星球，那个星球因为发展模式出现了问题遭遇了困境。玩偶星球的生物已经丢失去了原本所具有的真情实感，但丑丑的内心中藏有美好的东西，因此，最终被海宝和彩虹城的人们感化。
小学时期，游泳部的四名成员在毕业前的游泳比赛中夺冠，之后他们毕业的毕业，出国的出国，四人分道扬镳。时过境迁，就读岩鸢高中的七濑遥（岛崎信长 配音）和好朋友橘真琴（铃木达央 配音）升上高二，他们与昔日的游泳部成员之一叶月渚（代永翼 配音）重逢。三人回忆起小学时光，约定到曾经的游泳馆去。在废弃的游泳馆里，他们居然遇到了归国的松冈凛（宫野真守 配音）。意料之外的是，昔日战友凛性情大变，还对遥发起挑战，结果遥输给了他。
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一切的开始追溯到1987年9月，在日本某处发生的离奇事件。事件发生之后的10多年来一直和未知的威胁对抗的火岛博士和与那岭博士组成了开发小组并在双神岛建设了研究所，著手进行地球制弹劾凰机械人的开发计划。多年后，终于完成了称之为“素体”的机械人原型机体。但是，就在这时候，主张此后的量产计画应以生产导向及效率为优先的无人驾驶机械人的火岛博士和为了防止万一机械人不听指挥发狂时的危险性的有人驾驶机械人的与那岭博士之间产生对立。经过长久激烈的争论后，火岛博士的提案因为危险性太高的理由被驳回而决定生产有人驾驶的机械人。火岛博士同时也被逐出研究所。
