动画同好会的故事发生在立咲钟湖学园高中部。刚来到这里进修的高中生阿佐谷未乃爱（本渡枫 配音）性格迷糊又冒失，而且总是莫名其妙地被卷入各种麻烦。也正因如此，她结识了出身富贵家庭的千金大小姐上井草有栖（千本木彩花 配音）。令人意外的是，上井草有栖对动画有着浓厚兴趣，于是拉着对动画所知不多的阿佐谷未乃爱一起成立了动画研究社。
随着社团逐渐运转起来，性格安静沉稳的高圆寺美子（东城日沙子 配音）、外表像帅哥却是重度宅男的中野光辉（寺岛惇太 配音），以及因为中二性格过于突出而被同学孤立的武藏境快（伊藤节生 配音）也陆续加入。动画研究社就这样迎来了一张张各具特色的新面孔。
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