《Angel Beats!》故事发生在一所位于只有亡者与亡灵世界的大型高级中学，这个世界的存在目的是为了让没能快乐地度过青春的死亡青少年，能在这里消除他们内心中的负面情绪，进而得以走向来生或者下一场轮回;而消除负面情绪的方法，则是让这些青少年们重新体验高中生活。在这个世界里人们仍然必须像生前一般，为了维持生命而饮食和作息。尽管受到伤害时会感到疼痛，但不会因此而致死，而且过几分钟恢复。同时这个世界有一些虽然不是人类，但是外表与行为都和一般人无异的NPC;包括学校里的普通学生和老师都是NPC，其存在是为了让这所学校能有高中的氛围。

对此主要角色仲村百合认为这里是一个由神掌管的“死后世界”，并且她与其他成员一同创立“死后世界战线”，其目的便是向给予自己人生残酷命运的“神”做出反抗。另外在故事中，死后世界战线辖下有两个部门负责协助作战。一个是由4名少女组成的“Girls Dead Monster”乐团。这只乐团表面上看起来像是普通的女子乐团，但是其目的是在死后世界战线从事其他任务活动时，转移普通学生、教师以及“天使”的注意力。另外一个团体叫做“公会”，这个部门主要工作是为死后世界战线提供与“天使”作战时所需的武器。其中公会成员可以用收集而来的“土块”，藉着生前的记忆大量生产武器装备。

故事主要以音无结弦的视点进行，当他于学校路上苏醒后发现自己来到一个不同的世界，却也留意到自己疑似丧失过去记忆。此时遇见一名正蹲著拿着狙击步枪、名叫仲村百合的少女，她一开口就邀请音无加入“死后世界战线”，并且表示他们敌人即为担任学生会会长的“天使”。在一次行动成功后让“天使”失去会长位置，同时也得知“天使”真实姓名为立华奏。接任会长的前副会长直井文人一上任便对死后世界战线展开大规模的搜捕行动，甚至利用催眠的方式控制NPC角色发动攻势。最终音无成功阻止冲突并表示承认直井存在，之后直井加入死后世界战线。在直井催眠协助下音无恢复自己的记忆，想起自己过去的人生以及最后死亡的细节，决定与奏合作以帮助其他死后世界战线成员满足生前遗愿。在奏重新恢复学生会会长职位后，音无和奏合作帮助成员实现愿望。

途中，出现系统bug，造成大量NPC“影化”，这更加坚定音无帮大家离开死后世界的决心。

最后仍留在死后世界的音无、百合、奏、日向以及直井决定举行毕业典礼并相互感谢对方的支持与帮助。随着毕业典礼的尾声直井、百合和日向一一消失，在故事最后音无得知奏的遗憾是未能感谢捐赠给她心脏的人，而那颗心脏便是音无逝世后所捐赠的。奏向音无感谢他的帮助并消失，已爱上奏的音无则不断地哭泣。动画最后内容描写两人投胎转世后似乎又再度重逢。

作品标语为“动画业界的现在，从这里开始（アニメーション業界の今が、ここにある。”。

SHIROBAKO（日语汉字写作“白箱”，意思指中文的“白盒”）指作品播放前发送给所有工作人员的未剪接样片，因为样片是装在白色的盒子里（日文汉字为“箱”，实际上指中文的盒子），故有此称呼；过去的样片是录像带如VHS，即使现在是将预备交给电视台的完成品烧录在光碟中，如DVD或Blu-ray Disc，依旧沿用此名称。

1－12话

上山高中动画同好会的宫森葵、安原绘麻、坂木静香、藤堂美沙、今井绿等五位成员，以甜甜圈起誓将来要一同制作商业动画作品。两年半后，于武藏野动画公司就职的宫森，以制作助理的职务参与电视动画《EXODUS！》的制作，面对接连不断的困难，受到同伴与前辈的扶持，以及贵人相助，在解决难题中成长。与此同时，和宫森同公司的原画师安原苦恼于自身技术不足，立志声优的坂木迟迟争取不到角色，3DCG动画师的藤堂对未来的发展产生迷惘，目标成为编剧的今井看着其他人的身影开始感到焦躁。

《EXODUS！》的制作总算迈入最终回，却遭遇分镜作画无法实现的窘境，穷途末路的宫森找上大导演寻求帮忙，菅野指点武藏野动画公司内就有资深原画师可以胜任，在杉江的活跃与指导下，顺利完成原画作业。在庆功宴当天，制作统筹的渡边带来圣诞节礼物——《EXODUS！》最终话的白盒子里，在场工作人员一起观赏，为一年的辛劳划上句点。

13－24话

经过渡边和制片人葛城的努力，武藏野动画公司取得《第三飞行少女队》的改编权利，此外更招聘新人，对新的作品全力以赴。由于制作管理的本田转职成为蛋糕师傅、制作进行前辈的落合到其他公司当帮手、矢野因为父亲的病情暂时请长假，宫森因此受命成为制作经理，遭遇更多的挑战。安原顺利地磨练技能，并能够教导后辈。坂木虽然参加了《第三飞行少女队》的试音，但可惜差临门一脚。藤堂得到前公司社长的理解与协助，转换到新公司发挥所长。今井因为多次协助宫森找寻设定资料，被正式招揽进武藏野，并不时向编剧舞茸讨教。

在原作者野龟的百般刁难之下，使得担任人物设计的井口心力交瘁。好不容易得到原作者认可，又遇到下包出纰漏，所幸矢野及时回归战线挽救局势。《第三飞行少女队》最终话完成收录配音，正当以为一切顺利之时，收到原作者通告要打掉重来。由木下导演和野龟面对面摸索出新的解决之道后，并找回坂木为新角色配音，宫森在录音室感动得泪流满面。当年同好会的5人在庆功宴上齐聚一堂，再次坚定将来共同制作动画的誓愿。