Живая любовь! Сияние!! Над радугой

После закрытия старшей школы Уранохоси третьекурсницы Диа Куросава, Канан Мацуура и Мари Охара выпустились. В группе Aqours остались только первокурсницы и второкурсницы. В поисках нового места для репетиций они решают посетить школу, в которую скоро поступят. Оказавшись на месте, они обнаруживают, что здание выглядит заброшенным. Выясняется, что школьный совет, опасаясь перегрузки клубов из-за переведённых учениц Уранохоси, направил их в филиал школы. Это ставит перед Aqours новую задачу — доказать, что ученицы Уранохоси серьёзно относятся к своим клубам. Одновременно возникает другая проблема: третьекурсницы неожиданно пропадают во время выпускной поездки.

Сюжет фильма Love Live! Sunshine!! The School Idol Movie: Over the Rainbow сосредоточен на оставшихся участницах Aqours. Они отправляются на поиски пропавших старших подруг. Параллельно группа пытается найти способ изменить решение школьного совета. Действие разворачивается вокруг двух основных линий: поисков третьекурсниц и попыток убедить администрацию в серьёзности намерений учениц Уранохоси.