Unmittelbar nach dem Abschluss der Schüler des dritten Jahrgangs erhält μ's eine Einladung nach New York, mit dem Ziel, die Freude an Schul-Idolen in andere Teile der Welt zu tragen. Durch die Ereignisse des letzten Love Live! hat μ's enorme Berühmtheit erlangt, was dazu führt, dass sie in der Öffentlichkeit stets von Menschenmengen umgeben sind. Doch mit der gesteigerten Aufmerksamkeit kommt eine schwierige Entscheidung.
Bevor sie ihre bevorstehende Wahl öffentlich gemacht haben, werden die jungen Mitglieder von μ's von der Rivalengruppe A-RISE, der Otonokizaka High School und sogar von Love Live! selbst unter Druck gesetzt, weiter aufzutreten. Honoka Kousaka, die Anführerin von μ's, beginnt zu zweifeln, ob der von ihnen gewählte Weg wirklich der richtige ist, und zwingt die Gruppe, ihre Optionen zu überdenken und eine endgültige Entscheidung über ihre Zukunft zu treffen.
Love Live! The School Idol Movie präsentiert das letzte Kapitel der Geschichte von μ's, während die Mädchen erkunden, was es bedeutet, ein Idol zu sein, und das Band, das alle neun verbindet.