《轻音少女》讲述了樱丘高中新学期开始后的校园故事。随着新生入学，校园里也展开了热闹的社团招募。对高中生活既期待又忐忑的天然呆少女平泽唯（丰崎爱生 配音），在这时遇见了性格大大咧咧的田井中律（佐藤聪美 配音）。在阿律的热情邀请下，原本对乐器一窍不通、还有些迟钝的小唯意外加入了轻音部，担任吉他手。
来到轻音部活动室后，小唯结识了贝斯手秋山澪（日笠阳子 配音）。这位留着黑色长直发、性格认真却有些害羞的女孩，很快赢得了小唯的好感。然而，小唯随后才发现，传说中的轻音部目前竟然只有她们三个人。按照学校规定，成员不足四人的社团将被解散。为了保住刚刚加入的社团，小唯和伙伴们不得不立即行动起来。
