により入学希望者が増え廃校を免れた音ノ木坂学院。新学期より穂乃果が生徒会長となり、海未とことりも生徒会の一員となって活動を始める。そんな中、「ラブライブ！」がもう一度開催されるというニュースが9人のもとに舞い込んでくる。3年生にとって最後となる「ラブライブ！」で、優勝を決意する穂乃果達。新曲作成のための合宿やファッションショーでのライブなどを経てより結束を深めたμ'sは、地区大会最終予選を迎える。
ところが、最終予選当日は大雪に見舞われ、学校説明会を行っていた穂乃果達2年生が会場に辿りつけないアクシデントが発生。心が挫けそうになる穂乃果達だったが、卒業してしまう3年生への想いや音ノ木坂学院の全校生徒の助けもありなんとか会場に到着。無事にライブを成功させたμ'sは、前大会優勝者であるA-RISEを抑え、「ラブライブ！」本戦へと駒を進めた。
一方で、μ'sのメンバーは3年生が卒業してからの活動について悩み始めていた。自分たちが抜けてからもμ'sを続けるべきだというにこ達3年生。しかし、現在の9人でこそのμ's
ラブライブ! 虹ヶ咲 近江彼方 コス衣装でありメンバーが入れ替わることは考えられないと、穂乃果達は3年生の卒業でμ'sを終わりにすることを決める。
そうして迎えた「ラブライブ！」本戦。今まで行ってきた活動や、応援してくれているファン、そして卒業してしまう3年生など様々な想いを胸にμ'sとしてのラストライブへ臨む。見事大成功を収めた彼女達は、「ラブライブ！」で優勝を果たすと共に、歌やダンスの楽しさを大勢の人たちへ伝えるという夢が叶った喜びを噛みしめた。
最後の活動を終え、卒業式で3年生を送り出したμ'sだったが、9人のもとに再びニュースが舞い込み、物語は『 ラブライブ!The School Idol Movie』へと続く。
