“Trên bầu trời” là một bộ phim anime lãng mạn – truyện teen đầy cảm xúc xoay quanh một nhóm bạn thân trong những tháng tháng tuổi trẻ của họ. Mio, một nữ sinh trung học lẳng lơ, cùng với người bạn thời thơ ấu Arata và người bạn thân nhất Madoka dành những ngày sau giờ học ở Ikebukuro để tận hưởng những tháng ngày tươi đẹp. Trong chuyến rong chơi cùng nhau, Madoka thổ lộ tình cảm của mình dành cho Arata, và Mio nhận ra rằng trái tim mình cũng dành cho anh chàng ấy. Tuy nhiên, lòng tham sân si chi phối, cô sợ hãi tấn r过 tình yêu của Arata, đồng thời khiến mối quan hệ của họ trở nên nặng nề và giả dối. Cô quyết định cam kết giúp đỡ, nhưng hành động này lại khiến cho mọi chuyện trở nên phức tạp hơn khi Mio cố tình lạnh lùng với Arata, dẫn đến một trận đánh nhau giữa hai người. Trong lúc tìm cách giải quyết khúc mắc với Arata, Mio bất ngờ gặp tai nạn xe hơi trên đường đến gặp anh. Khi tỉnh dậy, cô khám phá ra mình lạc vào một thế giới bí ẩn – Tokyo không còn xa lạ, nhưng có một sự khác biệt gì đó đang ẩn giấu.

Ai là người biến đổi thế giới? Lí do tại sao Mio lại cuốn vào cuộc phiêu lưu kỳ bí này? Sự bí ẩn bất ngờ này sẽ dẫn Mio đến đâu, và liệu cô có thể tìm ra được truth về tình cảm của Arata hay không?