学业优秀的高中二年级学生村上良太（逢坂良太配音）是天文部唯一一名成员，童年时代他曾有过十分要好的朋友“黑猫”，但在一次事故中，少女黑猫为了营救良太而被宣告死亡。这起事件给了良太沉重的打击与创伤，因此他才希望代替黑猫仰望星空，找到传说中的外星人。这一天，美丽女孩黑羽宁子（种田梨沙配音）转到良太的班级，