高校三年生の成神陽太は、受験勉強の息抜きに公園でバスケをしていたところ、修道服を着た少女・ひなと出会う。ひなは陽太に「我は全知の神である。」と高らかに宣言する。戸惑う陽太だったが……。

ひなが遠い親戚であることを母・時子から聞かされた陽太は、成神家にひなを居候させることをしぶしぶ納得する。そしてひなは、映画制作をきっかけに片想い中の幼馴染み・伊座並との距離を縮めるよう、陽太に助言し――。

空の所属する映研部OGの神宮司ひかりは、母が経営するラーメン屋を手伝っている。しかし、ラーメン屋の経営は傾いており、借金の取立て屋から逃げる日々を送っていた。神宮司を心配する空を見かねて、ひなはラーメン屋を立て直すよう陽太に命じる。

陽太が美人弁護士・天願賀子のファンであることを知ったひなは、陽太の名前を使い、天願が主催する麻雀大会「リベルタス杯」のネット予選で勝ち抜き、本戦への出場権を掴み取る。麻雀初心者であるにも関わらず、陽太は本戦に挑むことになり――。

伊座並杏子は、幼い頃に母親を亡くしていた。母の命日が近づき、父を墓参りへ誘うが、仕事を理由に毎年断られてしまっていた。そんな伊座並家を心配したひなは、陽太と伊座並家に向かい、何とかして伊座並の父を外出させようと画策する。

近所の神社で夏祭りが開催されていることを知ったひなは、連れていくよう陽太に懇願する。さらに、「夏祭りは大勢で楽しむもの！」と言い張り、伊座並や阿修羅たちを誘うことを提案する。気乗りしない陽太だったが、結局夏祭りの誘いの電話をかけることになる。

ついに映画の脚本を完成させた空は、撮影に向けてスタッフキャストを集めるよう陽太にお願いする。陽太はメンバーをかき集め、伊座並や阿修羅、神宮司、天願など大勢のメンバーが参加することに。そして、空が配役を検討した結果、ひなと陽太がメインキャラクターを演じることになり――。

興梠博士の目的を突き止めた央人だったが、研究結果までは突き止めることができなかった。平凡な高校生である陽太が、ラーメン屋を再建したり麻雀大会で優勝したりと、不自然な行動を繰り返していることに違和感を覚え、央人はひなが関与しているのではと疑いを持ち始め、ついに“ある秘密”に辿り着く。

ひなが連れ去られ、必死で探す陽太たちだったが、何の手掛かりも見つからないまま、2学期が始まってしまう。虚無感に苛まれている陽太の前に、央人が現れる。央人は陽太と次第に仲良くなり、阿修羅や伊座並とも一緒に過ごすようになるが……。

ひなを取り戻すことを決意した陽太は、央人の協力の元、ひながいる養護施設に潜入する。ついに再会を果たすが、ひなは完全に心を閉ざしていた。それでもひなの中に、「あの夏、一緒に過ごしたひな」がいることを信じて、陽太は必死に向き合っていく。

潜入が発覚し、施設から退去することになった陽太。司波からひなが別の施設に移ることを告げられ、何とか頼み込んでひなと過ごす最後の時間をもらう。「一緒に過ごしたあの夏」の思い出話をしながら、陽太は「一緒に暮らしたい？」とひなに問いかけ――。