故事發生在東京都音乃木坂學院，因經濟不景氣與人口老齡化導致招生困難瀕臨廢校。九名少女為守護母校組成學園偶像團體μ's：高坂穗乃果（新田惠海配音）帶領溫文爾雅的園田海未（三森鈴子配音）、溫柔勇敢的南小鳥（內田彩配音）、混血才女絢瀨繪里（南條愛乃配音）、學生會長東條希（楠田亞衣奈配音）、傲嬌大小姐西木野真姬（堀繪梨子配音）、運動少女星空凜（飯田里穗配音）、寡言的優等生小泉花陽（久保由利香配音）以及宅女矢澤妮可（德井青空配音）。她們通過街頭表演與校園活動提升學校知名度，最終在學園偶像大賽全國決賽中登上最高舞臺，成功吸引新生報考使學校重獲生機。隨著九位成員相繼畢業，μ's在舉辦告別演唱會后正式解散，完成守護學校使命的同時為青春留下永恒回憶。