학교 축제 준비를 하던 중 교실 뒷편에서 잠을 자고 있던 나카미 간타는 같은 반 여자애의 부탁으로 천문대까지 종이 박스를 주우러 갔다. 그 천문대는 여자 부원의 유령이 나온다는 소문이 도는 장소이기도 했다. 그런 탓에 천문부도 지금은 활동을 하지 않았고, 창고로 쓰이고 있는 천문대에 들어가 보니 거기엔 폐기된 로커 안에서 잠을 자는 소녀가 있었다. 그 소녀는 간타의 동급생인 마가리 이사키였고, 간타는 이사키가 자신과 같은 고민을 끌어안고 있다는 걸 알게 되었는데.

줄곧 홀로 잠들 수 없는 밤을 보내면서 고민을 품어온 간타와 이사키. 이제부터는 밤을 즐겁게 보내자며 이사키는 '밤을 즐기는 모임'을 발족할 것을 제안했다. 두 사람의 비밀 장소가 된 천문대는 대형 폐기물로서 복도에 나와 있던 소파나 각자가 가지고 온 물건들로 채워졌는데, 그곳에 고양이가 한 마리 들어와서는 소파에 자리 잡고 기분 좋게 잠에 들었다. 이사키는 그 고양이에게 투짱이라고 이름을 붙여주었는데.

간타와 이사키가 멋대로 진행한 천문대 리폼이 쿠라시키 선생님에게 들키고 말았다. 그 장소를 잃고 싶지 않았던 두 사람의 부탁을 들어 준 쿠라시키 선생님의 도움으로, 두 사람이 천문부로서 활동하는 게 학교에서 인정되었다. 하나의 부로서 활동 실적을 남기기 위해 둘은 우선 천체 사진 콘테스트에서 대상을 수상한 적 있는 졸업생 시로마루 유이를 만나러 가기로 했고, 아무것도 없는 시골길에 우뚝 서 있는 게임 센터에서 일하는 시로마루는 언뜻 보기엔 무서운 사람처럼 보였는데.

8월에 페르세우스자리 유성군 관측회를 열기로 한 천문부. 이사키는 그 관측회의 선전 포스터 만들기, 간타는 사진 및 메모 관리 등 각자의 작업을 하고 있는 가운데 이사키가 간타의 컴퓨터 안에 있는 사진에서 불꽃놀이 장소를 찾아냈다. 그런 이사키의 모습을 보고는 어디까지나 '사진을 찍는 연습'으로서 간타는 이사키에게 불꽃놀이를 같이 보러 가자 제안했고, 이사키는 이를 흔쾌히 수락했다. 그 불꽃놀이 행사에는 좋아하는 사람과 어떤 행동을 하면 서로 사랑하게 된다는 전설이 있었는데.

여름 학교 내내 흐릴 거라는 일기예보가 있는 가운데, 선생님한테도 찍혀서 밤 사진 촬영은 도저히 가능할 것 같지 않았다. 그런 간타와 이사키는 만약 밤에 맑으면 별 밑에 있는 백사장에서 만나자고 약속을 했다. 막상 여름 학교가 시작되자 동급생들과 함께 지내는 텐트 안에서 홀로 잠들 수 없어서, 간타는 점점 초조해져갔다. 그렇게 두 번째 날 밤, 문득 무언가를 깨달은 간타가 텐트 밖으로 나와 하늘을 올려다보니 아주 맑게 갠 밤하늘이 펼쳐져 있었는데.

간타가 여름 학교에서 찍은 사진은 수면을 잘 찍지 못해 콘테스트에 응모하기에는 부족했다. 거기에 출품할 사진을 새로 찍기 위해 이번에는 합숙을 진행하기로 결정한 가운데, 어디로 갈까 의논하던 중 이사키는 간타가 자신을 찍은 사진을 보고 쑥스러운 듯 웃었다. 그렇게 후보 장소들을 정리하고 행동 계획을 세우는 가운데 둘이서 하게 된 합숙에 대한 기대감도 높아져 갔다. 하지만 헤어지던 길에 이사키가 문득 말한, 자신을 남겨달라는 말이 간타는 신경 쓰였는데.

불꽃 축제 당일. 간타와 이사키, 그리고 카니카와, 아나미즈, 노노는 관측회 포스터를 나눠주기 위해 모였다. 이윽고 해가 질 무렵, 간타는 우케가와에게 등을 떠밀려 불꽃놀이를 보러 가자는 이사키와의 약속을 지키기 위해 뛰어갔고, 약속 장소에선 유카타로 갈아입은 이사키가 기다리고 있었다. 두 사람이 향한 곳은 모두와 함께 불꽃놀이를 보기로 했던 학교 옥상이었고, 둘만이서 밤중의 학교를 걸으며 옥상까지 다다랐다. 그렇게 불꽃놀이가 시작되는 가운데 간타는 이사키에게 무언가를 전하려 했는데.

여름 방학을 앞두고 관측회 계획서도 학생회로부터 무사히 허가를 받았다. 우케가와와 카니카와를 비롯한 친구들의 도움을 받아 준비도 착착 진행되고 있고, 참가 희망자도 50명을 넘은 가운데 남은 건 때를 기다리는 것뿐. 그런 가운데 간타의 소꿉친구인 우케가와가 초등학생 때의 간타에 대한 이야기를 꺼내기 시작했다. 원래 발이 빨랐던 간타는 어느 때부터인가 갑자기 발이 느려졌는데, 그 원인은 신발을 새로 사지 않고 발뒤꿈치를 구겨 신었기 때문이었다. 그렇게 시간은 흘러 관측회 당일이 되었는데.

관측회가 중지되었기 때문에 합숙을 하면서 콘테스트에서 입선할 수 있을 만큼 특별한 사진을 찍어야만 했다. 간타는 그렇게 각오를 다졌지만 합숙을 위한 활동비는 받지 못해서, 어쩔 수 없이 아르바이트를 알아보게 되었다. 일단 부딪혀 본다는 마음가짐으로 도전해 봤지만, 좀처럼 아르바이트 자리는 구할 수 없었고 간타는 풀이 죽었다. 아버지한테 돈 관련해서 얘기하고 싶지는 않은 관계로, 필요한 돈은 어떻게든 스스로 벌고 싶다는 간타의 이야기를 듣고 시로마루는 그에게 어떤 제안을 했는데.

아르바이트를 시작했지만 합숙하는 데엔 예산이 한참 부족했지만, 이사키네 할머니의 집을 거점으로 삼아서 그 문제를 해결할 수 있을 것 같았다. 이사키의 언니인 하야가 감시역으로서 동행하게 된 가운데 천문부는 여름 합숙을 하러 출발했다. 출발하기 전에 간타는 시로마루로부터 사진 촬영에 있어서의 팁을 전수받았는데, 간타가 찍은 사진을 보고 단기간에 엄청 좋아졌다며 시로마루는 놀라워했다. 그러면서 감동적인 사진을 찍는 것이 아닌, 두근거림으로 셔터를 누르는 것이라고 말았는데.

합숙 2일 차. 간타와 이사키가 함께하는 여행의 시작은 미츠케지마에서부터였다. 캠핑장에 텐트를 치고 두 사람은 해가 떠 있는 동안 촬영 스폿을 찾아 돌아다녔다. 일몰과 함께 촬영을 시작하려고 했으나, 여름 방학 기간 중에는 미츠케지마에 야간 조명이 들어온다는 걸 뒤늦게 안 상황. 조명이 꺼지는 23시까지 두 사람은 미츠케지마에 가까이 가보기로 했다. 그곳에서 올려다보는 밤하늘은 본 적이 없었을 정도로 아름다웠고, 하늘을 향해 양팔을 뻗는 이사키의 모습에 간타는 자연스럽게 셔터를 눌렀는데.

간타와 이사키가 둘이서 지내고 있다는 사실을 이사키의 부모님에게 들키고 말았다. 당연하게도 부모님은 당장 돌아오라고 말했으나, 아직 마와키 유적 사진 촬영이 남아있다면서 이사키는 이를 거부했다. 간타는 처음에는 일을 원만하게 진행하려고 했으나, 드디어 부모님이 데리러 오게 되자 각오를 다졌다. 자신들이 지내던 집을 깨끗하게 정리하고 집을 나선 다음, 이사키에게 자신에게 납치당해 줬으면 한다고 말했고... 두 사람이서 시작한 여행의 골인 지점을 향해, 간타와 이사키는 손을 굳게 맞잡고 걸음을 내디뎠는데.