Sau khi trường trung học nữ sinh Uranohoshi đóng cửa, các học sinh năm ba Dia Kurosawa, Kanan Matsuura và Mari Ohara vừa tốt nghiệp, để lại Aqours chỉ còn lại năm nhất và năm hai. Trong khi tìm kiếm một địa điểm mới mà các thành viên còn lại có thể sử dụng để luyện tập, họ quyết định đến thăm ngôi trường mới mà họ sẽ sớm đăng ký. Tuy nhiên, trước sự ngạc nhiên của họ, tòa nhà dường như đã bị bỏ hoang! Hóa ra là do ban giám hiệu lo lắng về việc các học sinh Uranohoshi mới chuyển đến có thể gây gánh nặng cho các câu lạc bộ như thế nào, thay vào đó, họ đã được gửi đến một trường chi nhánh. Điều này đặt ra cho Aqours một mục tiêu mới chứng minh rằng các học sinh Uranohoshi cũng nghiêm túc trong câu lạc bộ của họ. Trong khi đó, một vấn đề khác nảy sinh: các sinh viên năm ba bất ngờ mất tích trong chuyến đi tốt nghiệp của họ!
Tình yêu sống! Ánh sáng mặt trời!! Phim Thần Tượng Học Đường: Trên Cầu Vồng xoay quanh các thành viên Aqours còn lại khi họ mạo hiểm tìm kiếm đàn anh mất tích, đồng thời cố gắng tìm cách thay đổi suy nghĩ của ngôi trường mới.