Tsukuyomi adalah dunia virtual tempat harapan dan impian bersatu. Iroha Sakayori, seorang siswi SMA berusia 17 tahun di Tokyo, menjalani kehidupan yang sangat sibuk mencoba menyeimbangkan pekerjaan paruh waktu dan akademiknya. Dia menemukan ketenangan dengan menonton seorang streamer populer bernama Yachiyo Runami, yang merupakan administrator ruang virtual online bernama Tsukuyomi. Iroha sering mengunjungi Tsukuyomi, tempat di mana orang dapat menjalani kehidupan yang berbeda dan bebas mengejar kreativitas mereka, dan dia menghabiskan waktunya dengan mendukung Yachiyo dan bermain game pertempuran untuk mendapatkan uang tambahan. Suatu hari, saat pulang ke rumah, Iroha menemukan tiang telepon yang bersinar dengan warna-warni pelangi. Dengan terkejut, ia melihat bayi yang menggemaskan muncul dari tiang tersebut. Tidak mampu meninggalkannya, Iroha membawa bayi itu pulang dan menyaksikan ia tumbuh dengan cepat menjadi gadis seumurannya. "Apakah kamu Putri Kaguya?" Kaguya yang sudah dewasa mengembangkan kepribadian yang egois. Atas permintaan Kaguya yang mendesak, Iroha membantunya memulai streaming di Tsukuyomi. Dengan Iroha sebagai produser dan pencipta lagu, serta Kaguya sebagai streamer dan penyanyi, keduanya semakin dekat. Mereka tidak menyadari bahwa kekuatan jahat sedang mengintai, siap membawa Kaguya kembali ke bulan. Ini adalah kisah Putri Kaguya yang belum pernah dilihat sebelumnya.