本季故事紧接第二季结尾，结丘女子高等学校校园偶像团体“Liella!”在成功参加Love Live!大赛后，迎来了新的挑战与机遇。随着二年级生涩谷香音、唐可可、岚千砂都、平安名堇、叶月恋与一年级新成员樱小路希奈子、米女芽衣、若菜四季、鬼冢夏美正式集结为九人阵容，团队在磨合中探索新的音乐方向。

新学年伊始，Liella!不仅要应对课业压力，还要面对来自其他学校的强劲对手，尤其是拥有独特表演风格的新星团体。香音作为队长，在坚持自己创作理念的同时，也需协调成员间的个性差异，而新成员的加入更让团队面临风格融合的难题。此外，学校即将面临合并的传闻，给偶像活动蒙上一层阴影。

在一次次练习、演出与失败中，九名少女通过音乐加深了对彼此的理解。她们克服了内心迷茫与外部质疑，最终以团结一心的姿态重返Love Live!舞台，用饱含情感的歌声与舞蹈，向观众传递“只要不放弃，就能实现梦想”的信念。本季在延续系列热血励志基调的同时，更细腻刻画了角色成长与团队羁绊，为系列故事画上圆满句点。