咖啡馆·黑猫亭。那是在皇都五区的角落里，孤零零的一家咖啡店。在那里工作的是集结了技术精华的自律式机械人偶少女们。几年前刚刚结束的大战争。在那里作为武器制作的她们。不久迎来了战后的和平。和新品一样被修复，穿着闪闪发光的和服寻找新的任务，高声歌唱。你也和她们一起度过美好的时光吧！
春天，在新生决定社团的时候，田井中律硬拉着青梅竹马的秋山澪参观轻音部让其入部，在得知前辈们毕业后由于人数不足将面临闭部结局，秋山澪与琴吹紬成为了轻音部成员，但离4人指标还差1位名额。这时，一名弄错了部名的少女平泽唯误打误撞之下填补了最后一位空位，但这位少女却是一个连乐谱也看不懂的新人，学习成绩又差。而就是这样的4名少女，却展开了奏响青春的音乐之旅。
完結編では、原作漫画の「忍舞市旅行エピソード」も描かれるぞ！ 忍舞市に集合した斉木たちを襲う災難とは…!? 更にメインビジュアルに空助と鳥束とねこ戦車が登場！ いつもの「澄んだ目をした煩悩だらけのエロ霊能力者・鳥束」の様子が何だかおかしい…？ 空助と鳥束の関係とは…！？
