Hoshiai no Sora sigue al club masculino de tenis suave mientras lucha por sobrevivir en una escuela secundaria donde el equipo femenino lo supera de forma constante y la disolución se cierne sobre una plantilla con pocas habilidades y escasos resultados positivos en los partidos. Touma Shinjou está decidido a reclutar jugadores capaces, pero su búsqueda no lleva a ninguna parte hasta que Maki Katsuragi, un nuevo alumno transferido, atrapa a un gato callejero en su aula con unos reflejos extraordinarios y capta de inmediato la atención de Touma. Touma le pide a Maki que se una al equipo masculino, pero este lo rechaza porque no tiene interés en los clubes.
Touma se niega a desistir y finalmente logra convencer a Maki para que se incorpore mediante un trato insólito: Touma le pagará por participar y cubrirá los demás gastos del club. Una vez que Maki entra en el equipo, su talento natural y su capacidad para aprender con rapidez lo distinguen enseguida del resto, lo que genera tensiones entre los chicos incluso cuando se convierte en el referente al que deben aspirar.
A medida que los miembros del club tratan de seguir el ritmo de Maki y descubren sus propias capacidades, se ven obligados a afrontar dificultades personales y el lado más oscuro del crecimiento en la secundaria. A través de sus conflictos, Hoshiai no Sora convierte un club amenazado en una historia sobre la rivalidad, la perseverancia y la presión de la adolescencia.