偶然にも同じ高校の同じクラスに通う仲良し声優コンビ・歌種やすみと夕暮夕陽のラジオがスタートした。ほんわかした空気がウリのラジオ番組だけど、実はやすみには大きな秘密があった。歌種やすみこと佐藤由美子は、普段は生粋のギャルだったのだ。ふたりの番組が始まるひと月前、由美子はクラスの地味な女子・渡辺千佳とちょっとしたトラブルで険悪な空気になってしまう。新たに始まる声優ラジオの打ち合わせに向かうと、なぜか千佳が現場に現れて……!?

今日も始まった「コーコーセーラジオ」。だが、ある話題で夕陽が赤っ恥をかいてしまう。夕陽は精肉店でコロッケが売られていることを知らなかったのだ。「今度一緒に行く」という約束を“一応”果たすため、放課後、由美子を連れて精肉店へ向かう千佳。そこでふたりは、お互いの意外な事情を知る。一方、由美子はTVアニメの準主役を射止めていた。メインキャストでユニットを組み、OPテーマを歌うことになるのだが……。

ラジオでの会話をきっかけに、千佳の家でお泊まり会をすることになったふたり。千佳のお金持ちっぷりに驚きながらも、由美子は手際よく夕食を振る舞い、目を輝かせる千佳を見て満足げな表情を浮かべるのだが……。なぜか、ふたりで一緒にお風呂に入ることになってしまう。いやいや、どうしてこうなった!?　戸惑う由美子に、千佳が語る。「女性声優が一緒にお風呂に入ったりするでしょう？」。千佳はさらに距離を縮めようとしてきて……!?

監督への裏営業を疑われ、音信不通になった千佳。心配する由美子の前で、“夕姫”の正体を追っていたクラスメイトの木村が、夕陽について何かを語ろうとするのだが……。そこへ運悪く千佳が現れ、さらに夕陽の正体に気づいた「夕暮の騎士」を名乗る生徒までもが教室に乱入してくる。いきなりライブ配信を始め、裏営業について千佳を“尋問”する「夕暮の騎士」。由美子まで正体をバラされそうになったとき、千佳の怒りが爆発する！

先の配信のけじめをつけるために、由美子と加賀崎が夕陽の所属事務所まで謝罪に向かう。事務所の嘉島社長から知らされたのは、由美子が行動を起こさなくても、夕陽は問題なくアイドル声優を続けられていたという事実。由美子はそれでもその行動を後悔していないと話すが、その言葉に嘉島が眉をひそめ……。その帰り際、由美子たちは夕陽の先輩・柚日咲めくるに遭遇し、普段はかわいらしい彼女から予想外のひと言を放たれる。

ハートタルトとしてのプロモーションを強化することになった千佳と由美子。だが、最初にゲスト出演しためくるのラジオ番組で、収録前に露骨な嫌味を言われてしまう。悔しさを滲ませる由美子だが、めくるの進行の上手さと知識量に圧倒され、学ぶことがたくさんあると痛感。しかし、秘訣を尋ねても拒絶されてしまう。めくるの態度に何か引っかかるものがあり……。

千佳の母親が出した条件をクリアできなければ、声優活動を休止しなければならない――。未来の見えない恐怖に震える千佳。由美子はそれでも目の前の仕事をきっちりやろうと背中を押し、ハートタルトのお渡し会に全力を尽くそうとする。乙女のおかげでイベントは和やかに進行するが、由美子は“素”を出しているはずなのに、息苦しさを感じていた。その違和感は、熱量の高い女性ファンが告げたひと言によってピークを迎える。

声優活動を懸けた挑戦から数週間後――。これまで色々な迷惑をかけたお詫びとして、朝加の家でおもてなしをする由美子と千佳。ふたりを取り巻く状況も大きく変わり、結果的に夕陽とやすみへの批判は沈静化した。由美子は新たなオーディションに向けて気合いを入れるのだが、それは同じキャラクターを受ける千佳も同様だった。オーディション当日、音響監督から唐突に別の役を振られる由美子。慣れない役どころに戸惑いを隠しきれず……。

リテイク地獄の悔しさを噛みしめる由美子は、そのまま事務所へ向かい、加賀崎にアドバイスを求める。杉下の求める演技とは何か。オーディションのときの演技を思い出し、手がかりを探ろうとする由美子。その一方で、加賀崎から根を詰めすぎないよう釘を刺され、クリスマスイブはクラスの友人たちとカラオケへ。強引に巻き込んだ千佳は普段よりも機嫌がよさそうだが……。千佳にも歌ってもらおうと、由美子が大胆な挑発を仕掛ける！

『幻影機兵ファントム』のアフレコは順調だったが、由美子はまだまだ自分の演技に納得できなかった。モヤモヤを抱えながら挑むことになった、めくる、乙女とのラジオ合同イベント。由美子と千佳は、3番組が対決するゲームコーナーに闘志を燃やしていた。なんとしても優勝賞品がほしい！最初の対決は……告白シチュエーションの実演。「コーコーセーラジオ」からは夕陽が参戦し、3人による“愛の告白”対決が始まる！

歌種やすみが演じるシラユリ・メイは、次の収録で壮絶な最期を遂げる――。由美子は杉下から「魂の演技」を求められ、ベテランの森からは他の誰でもなくシラユリこそが次回の主役だと念を押される。森の言葉は大きなプレッシャーとなり、由美子はますます自分を追い込んでしまう。ラジオに投稿された「苦境の乗り越え方」の質問にも答えられなかった。そうして、由美子にとって最後となる『幻影機兵ファントム』の収録が始まる。

由美子に協力することになった千佳は、彼女の演技で「気に掛かっていたこと」をはっきりと告げる。それは、由美子がこの現場でずっと抱えてきた問題だった。自信たっぷりの千佳に背中を押され、改めてそのかっこよさを実感する由美子。しかも、千佳は抜き録りにまで同行してくれる。その千佳と杉下から教えられる、周囲が向ける歌種やすみへの“期待”の大きさ。その言葉に驚いていると、スタジオに思いがけない人物が現れて……。