很久很久以前，户山香澄(寺川爱美 配音)曾经在仰望星空之时感受到了胸中喷涌而出的激烈情感，之后许久，香澄都试图重新找回这种悸动的感觉，可惜无果。某一体，在一家旧货商店里，香澄看到了一把吉他，那一瞬间，胸中鼓动起了熟悉的悸动，带着这把吉他，香澄决定走上音乐道路。

从小就以成为一名吉他手为目标的花园妙(大冢纱英 配音)、个性畏畏缩缩却因为演奏贝斯而逐渐找到了自信的牛込里美(西本梨美 配音)、细心体贴温柔稳重的鼓手山吹沙绫(大桥彩香 配音)、个性封闭但智商超高的家里蹲键盘手市谷有咲(伊藤彩沙 配音)，少女们聚在一起，亲手演奏出了梦的乐章。

名为“HUGE”的巨大生命体出现在近未来的地球，人类面临毁灭的危机。

于是人们开发了名为“CHARM”的决战兵器。CHARM对于十几岁的女性显现出高同步率，而能够操纵CHARM的女性被称作“莉莉（LILY）”并逐渐被视为英雄。为了对抗HUGE而成立的莉莉养成机构“GARDEN”设立于世界各地。

这是在这些GARDEN当中，以成为出色的莉莉为目标而战的少女们的故事。

故事发生在未来世界之中，彼时，一种凭空出现的名叫“HUGE”的生命体让人类的命运走到了濒临灭绝的边缘。就在此时，世界各国联合起来发明了能够同HUGE抗衡的武器，而只用这些武器的少女面则被称之为莉莉。

很快，在世界各地便建立起了培养莉莉的专门学校“Garden”，每个学校都有着自己的名字和特点，我们的女主角一柳梨璃（赤尾光 培养）便就读于百合丘女学院。待人冷淡极具个性的白井梦结（夏吉优子 配音）、含着金汤匙出生的千金大小姐努韦尔（井泽美香子 配音）、拥有超高智商和广阔的知识面的二川二水（西本里美 配音），在学校里，梨璃结识了这些并肩作战的同伴们。

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夏季的三个月，个头娇小的男孩雾岛海人和朋友们打算要拍一部电影，女主角就是神秘转学生三年级的学姐贵月一歌，但是海人和一歌的相遇藏着另一个秘密……继星空的邂逅后， 脚本家黑田洋介与插画家羽音たらく的再次合作。

背景设定继承了《星空的邂逅》、《星空的邂逅2》，但并非处于同一世界观，星空的邂逅时间点是近未来。

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