Живая любовь! Сияние!! Над радугой

После закрытия старшей школы Уранохоси третьекурсницы Диа Куросава, Канан Мацуура и Мари Охара окончили учёбу, оставив в группе Aqours только первокурсниц и второкурсниц. В поисках нового места для тренировок оставшиеся участницы решают посетить школу, в которую скоро переведутся. Однако здание оказывается заброшенным. Выясняется, что руководство школьного совета, опасаясь перегрузки клубов новыми ученицами из Уранохоси, направило их в филиал школы. Это ставит перед Aqours новую цель - доказать, что ученицы Уранохоси серьёзно относятся к своим клубным занятиям.

Параллельно возникает другая проблема: третьекурсницы неожиданно исчезают во время выпускной поездки. Сюжет фильма Love Live! Sunshine!! The School Idol Movie: Over the Rainbow сосредоточен на оставшихся участницах Aqours, которые отправляются на поиски пропавших старших товарищей и одновременно пытаются найти способ изменить решение новой школы.