Tras el cierre de la secundaria Uranohoshi Girls, las estudiantes de tercer año, Dia Kurosawa, Kanan Matsuura y Mari Ohara, se acaban de graduar, dejando a Aqours con solo las del primer y segundo año. Mientras buscan un nuevo lugar que los miembros restantes puedan usar para practicar, deciden visitar la nueva escuela en la que pronto se inscribirán. Sin embargo, para su sorpresa, ¡el edificio parece estar abandonado! Resulta que debido a las preocupaciones de la junta escolar sobre cómo los estudiantes de Uranohoshi recién transferidos pueden cargar los clubes, fueron enviados a una escuela secundaria. Esto pone a Aqours en una nueva meta: demostrar que los estudiantes de Uranohoshi también son serios en sus clubes. Mientras tanto, surge otro problema: ¡los de tercer año han desaparecido inesperadamente durante su viaje de graduación!
Love Live! 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, intentan encontrar una manera de cambiar la mente de la nueva escuela.
