Chihayafuru sigue a Chihaya Ayase, que crece centrada en un único sueño: ver a su hermana mayor, Chitose, convertirse en la modelo más exitosa de Japón. Todo cambia cuando sale en defensa de su compañero de clase marginado, Arata Wataya, que está siendo acosado por Taichi Mashima, amigo de la infancia de Chihaya, y descubre el mundo ferozmente competitivo del karuta.
Atraída por la antología de los Cien Poetas de Ogura, el núcleo del juego, Chihaya queda cautivada por una competición que exige memoria, velocidad y una resistencia extraordinaria. Ella, Arata y Taichi vuelven a acercarse poco a poco gracias a su afición compartida por el karuta y a la rivalidad que existe entre ellos, mientras Chihaya persigue el título de Reina del Karuta, la jugadora mejor clasificada.
Para cuando llega al instituto, Chihaya se ha distanciado del más reservado Taichi y de Arata, pero su determinación no hace sino intensificarse. Con la esperanza de afinar sus habilidades y formar un equipo lo bastante fuerte para competir, crea un club de karuta en su escuela. Con Taichi, otro jugador experimentado, y varios nuevos miembros entusiastas, el Club de Karuta de Mizusawa empieza a luchar por la victoria en el campeonato nacional celebrado en el santuario de Omi, donde sus ambiciones personales y sus vínculos se ponen a prueba dentro y fuera del tatami.