No espaço profundo, quatro astronautas descobrem que seu colega Makimura morreu em circunstâncias misteriosas logo após deixar uma nota enigmática sobre seu próprio assassinato iminente. Apesar do choque, a condição danificada de sua nave não deixa à tripulação tempo para lamentar, e eles evacuam usando cápsulas de escape. Determinados a encontrar o culpado, os sobreviventes começam a suspeitar do colega de tripulação Kizaki, devido a uma rivalidade entre ele e Makimura pela única integrante feminina da equipe, Nana Ichinomiya. No entanto, para sua perplexidade, eles notam a cápsula de Makimura os seguindo, mas ela não responde a nenhuma tentativa de comunicação.
Enquanto os astronautas tentam compreender sua situação desconcertante, eles ouvem histórias ainda mais inacreditáveis sobre seu companheiro perdido, incluindo uma envolvendo a Fênix, uma misteriosa ave que supostamente concede imortalidade. É somente quando eles caem em um planeta aparentemente deserto que a tripulação finalmente descobre a verdade sinistra por trás de Makimura e sua cápsula suspeita.
Ambientado em um futuro distante, Hi no Tori: Uchuu-hen ilustra a crueldade dos seres humanos que perseguem apaixonadamente seus próprios desejos sem qualquer consideração pelas consequências.