Kaori Sasaki - một thành viên của Câu lạc bộ Thiên văn học của Học viện Uchihama - tỏ tình với Sou Akiyama, nhưng vào cuối buổi tối hôm đó, cô qua đời trong một vụ tai nạn thương tâm trên đường. Bạn bè của cô và các thành viên câu lạc bộ thương tiếc cái chết của cô trong một bệnh viện địa phương. Tuy nhiên, cô ấy xuất hiện đến trường vào ngày hôm sau, và không ai cảm thấy bất cứ điều gì bất thường.
Một ngày kết thúc mà không có bất kỳ sự cố bất thường nào, và nhóm bạn lên kế hoạch cho lễ hội văn hóa sắp tới. Đột nhiên, căn phòng bị rung chuyển bởi một trận động đất bất thường. Mọi người chia nhau ra để điều tra — ngoại trừ Nagisa Hanamiya, người ở lại. Khi mọi người rời đi, Nagisa nhận thấy rằng khối lập phương giống như thánh tích kỳ lạ mà cô đang đùa giỡn bắt đầu phát ra ánh sáng xanh kỳ lạ. Trong khi đó, Sou tình cờ gặp một cô gái trần truồng, bất tỉnh nằm trong vũng nước.
Ushinawareta Mirai wo Motomete theo chân những cuộc phiêu lưu ngày càng kỳ lạ của Câu lạc bộ Thiên văn học — từ đối phó với những hồn ma đến dập tắt sự bất ổn giữa các câu lạc bộ sinh viên. Đồng thời, họ làm sáng tỏ những tình tiết đằng sau sự xuất hiện đột ngột của một học sinh mới chuyển đến.