Kaori Sasaki — anggota Klub Astronomi Akademi Uchihama — mengaku kepada Sou Akiyama, tetapi malam itu, dia meninggal dalam kecelakaan jalan yang tragis. Teman-temannya dan sesama anggota klub berduka atas kematiannya di rumah sakit setempat. Namun dia muncul ke sekolah keesokan harinya, dan tidak ada yang merasa ada yang salah.

Hari itu berakhir tanpa insiden yang tidak biasa, dan sekelompok teman merencanakan festival budaya yang akan datang. Tiba-tiba, ruangan itu diguncang gempa yang tidak wajar. Semua orang berpencar untuk menyelidiki — kecuali Nagisa Hanamiya, yang tetap tinggal. Saat semua orang pergi, Nagisa memperhatikan bahwa kubus aneh mirip relik yang dia mainkan mulai memancarkan cahaya biru yang aneh. Sementara itu, Sou tersandung pada seorang gadis telanjang yang tak sadarkan diri terbaring di kolam air.

Ushinawareta Mirai wo Motomete mengikuti petualangan Klub Astronomi yang semakin aneh — dari berurusan dengan hantu hingga memadamkan kerusuhan antar klub siswa. Sementara itu, mereka mengungkap keadaan di balik kemunculan tiba-tiba siswa pindahan baru.