
Tras el cierre del instituto femenino Uranohoshi, las alumnas de tercer curso -Dia Kurosawa, Kanan Matsuura y Mari Ohara- acaban de graduarse, dejando a Aqours sólo con las de primer y segundo curso. Mientras buscan un nuevo lugar que los miembros restantes puedan utilizar para practicar, deciden visitar la nueva escuela a la que pronto se matricularán. Sin embargo, para su sorpresa, el edificio parece estar abandonado. Resulta que, debido a la preocupación del consejo escolar por la carga que puedan suponer para los clubes los estudiantes de Uranohoshi recién trasladados, se les envió a una escuela filial. Esto pone a Aqours en un nuevo objetivo: demostrar que los estudiantes de Uranohoshi también son serios en sus clubes. Mientras tanto, surge otro problema: ¡los estudiantes de tercer año han desaparecido inesperadamente durante su viaje de graduación!
¡Amor en vivo! ¡Sunshine! The School Idol Movie: Over the Rainbow gira en torno a los miembros restantes de Aqours mientras se aventuran a buscar a sus alumnos de último año desaparecidos y, al mismo tiempo, tratan de encontrar una manera de cambiar la opinión de la nueva escuela.