После закрытия Уранохоши Гёрлс Хай Скол третьекурсники — Диа Куросава, Канан Мацура и Марі Охара — только что завершили обучение, оставив Aqours лишь первокурсниками и второкурсниками. Ищая новое место для репетиций, оставшиеся певицы направляются в школу, которую они скоро присоединятся. К их изумлению здание выглядит пустым! Оказывается, совет школы опасался, что новоприбывшие ученики Уранохоши могут перегрузить клубные занятия, поэтому их перенаправили на спутниковый кампус. Это заставляет Aqours поставить новую задачу — продемонстрировать, что ученики Уранохоши так же преданы своим клубам. Тем временем появляется еще одна проблема: третьекурсники исчезают во время их выпускного путешествия! В ходе этого пути им также приходится столкнуться со своими сомнениями относительно будущего, сохраняя при этом надежду. Кроме того, они обнаруживают скрытые таланты, которые могут навсегда изменить динамику клуба. Их решимость остается непоколебимой. Love Live! Sunshine!! The School Idol Movie: Over the Rainbow сосредоточен на оставшихся членах Aqours, которые ищут пропавших старшекурсников и одновременно пытаются убедить администрацию новой школы.
