Grow Up Show se desarrolla en Japón a finales de la década de 1950 y comienzos de la de 1960, cuando el auge económico convierte al circo en uno de los espectáculos más populares del país. En todo el país, compañías itinerantes compiten por ganar reconocimiento y por la oportunidad de presentarse en el prestigioso festival Circus Collection, donde las agrupaciones más destacadas se reúnen para actuar día tras día. Entre ellas se encuentra Sunflower Circus, una pequeña compañía en apuros dirigida por la directora de pista Maria. Lastrada por problemas económicos pero decidida a seguir recorriendo el país, el frágil futuro de la troupe empieza a cambiar cuando se incorpora la prodigio circense Mizuka Tsurumaki, por razones que prefiere guardar para sí. A su alrededor están otros jóvenes artistas, entre ellos Ouka Kawasumi, cuyas vidas también están profundamente ligadas a la pista.
A medida que Mizuka se integra en la rutina diaria de la compañía, Grow Up Show sigue el vínculo, tan tenso como inspirador, que se va formando entre ella, Maria, Ouka y el resto de Sunflower Circus. Los ensayos, los viajes y la competencia constante ponen a prueba las fortalezas, peculiaridades y aspiraciones de cada integrante, mientras las exigencias del espectáculo los empujan a mantener vivo su sueño. En un mundo en el que cada función puede determinar el futuro de la compañía, su encuentro empieza a sentirse menos como una coincidencia y más como obra del destino.