Di bawah permukaan Tokyo, tersembunyi jaringan kereta rahasia bernama Milky☆Subway—kereta luar angkasa bercahaya yang melintasi galaksi-galaksi mimpi melalui gerbang bawah tanah tersembunyi. Kereta ini hanya bisa dilihat oleh mereka yang sedang kehilangan arah dalam hidupnya. Suatu malam, Amano Hikari, siswi SMA yang sedang dirundung kesedihan setelah kehilangan adik tercintanya, tanpa sengaja naik ke kereta ini. Di dalamnya, ia bertemu dengan penumpang aneh dari berbagai planet, makhluk ajaib, dan bahkan kenangan yang hidup. Di setiap stasiun antarbintang, Hikari menghadapi "ujian emosi" dan mengungkap potongan-potongan kebenaran tentang dirinya sendiri dan dunia. Perjalanan ini bukan hanya menuju bintang-bintang, tetapi menuju pemulihan hati, penerimaan, dan pertumbuhan pribadi.