Tiga bulan setelah pertunjukan langsung yang disponsori sendiri oleh Poppin'Party, pemilik live house lokal, termasuk Marina Tsukishima dari CiRCLE, menyelenggarakan BanG Dream! Girls Band Challenge, sebuah turnamen dengan final berlangsung di Nippon Budokan. Poppin'Party dan Afterglow menyatakan minat mereka untuk berpartisipasi, dan meskipun Kasumi mengundang Rokka untuk bergabung dengan mereka, dia menolak karena dia masih mencari band. Sementara itu, CHU2 berjuang mencari gitaris baru untuk RAISE A SUILEN hingga ia menyaksikan penampilan Rokka di festival budaya. CHU2 mengundang Poppin'Party, Roselia, dan Rokka ke konser terbaru RAS, di mana dia menyatakan masuknya band ke dalam Girls Band Challenge dan secara terbuka menawarkan Rokka sebuah audisi, yang membuatnya kecewa.

Babak penyisihan untuk BanG Dream! Girls Band Challenge dimulai dengan dua tim teratas dalam penghitungan suara pergi ke final di Budokan. Roselia dan RAS mulai melakukan pertunjukan langsung mereka sementara Rokka yang dikategorikan keluar menerima audisi RAS yang gagal. Sementara itu, Poppin'Party menulis lagu baru untuk pertunjukan langsung pertama mereka di babak penyisihan yang mereka tampilkan di depan penonton langsung dan Rokka. Termotivasi oleh lagu baru Poppin'Party, Rokka dengan cepat bergegas ke studio RAS di mana dia diberi satu kesempatan terakhir untuk mengikuti audisi. Terkesan dengan penampilan Rokka yang penuh semangat, CHU2 menambahkannya sebagai gitaris (sementara), memerintahkan Rokka untuk menjadi gitaris yang layak untuk RAS.

Dengan bergabungnya Rokka sebagai gitaris (sementara) RAISE A SUILEN, band ini menuju studio film untuk merekam video musik (MV) dari lagu baru mereka. Setelah itu, mereka kembali ke studio untuk memainkan lagu baru mereka, tetapi Rokka berjuang untuk bermain bersama dengan anggota band lainnya. Setelah mengobrol dengan Masking di toko ramen, Rokka terus memainkannya hingga lagunya sempurna. Keesokan harinya, band ini terkesan dengan PV yang mereka buat. Saat makan siang, CHU2 melantik Rokka sebagai anggota tetap RAS dengan moniker LOCK.

Terinspirasi oleh video musik (MV) RAISE A SUILEN, Poppin'Party memutuskan untuk membuat MV mereka sendiri (dijuluki PoPi-V). Mengambil isyarat dari MV Pastel＊Palettes dan ide-ide Rokka, Poppin'Party mengambil foto dan video acak dengan Rimi dan Arisa menyatukan video tersebut. Setelah beberapa hari dan malam tanpa tidur, Poppin'Party dibuat takjub dengan MV yang mereka hasilkan. Mereka dengan gugup mengunggah MV di situs web kompetisi tetapi senang dengan suka yang mereka terima langsung. Kemudian di malam hari, CHU2 menghadapkan Roselia dan mengusulkan pertempuran band dengan RAS, yang diterima Yukina.

RAS dan Roselia bersiap untuk pertarungan band yang diadakan di Dub Live House. Meskipun Roselia mempersiapkan konser "Over the Future", acara pendahulu untuk FUTURE WORLD FES, Yukina masih ingin tampil bersama RAS sesegera mungkin. Sayo pergi, percaya bahwa Roselia membebani diri mereka sendiri dengan berlatih untuk dua acara sekaligus. Namun, setelah berbicara dengan CHU2 dan mencari tahu mengapa dia ingin mengatur RAS, Sayo kembali, berniat mengalahkan mereka. Pada malam pertarungan band, RAS dan Roselia tampil. Mengumumkan putusan setelah pertunjukan, RAS memenangkan pertarungan band dengan CHU2 yang menyatakan bahwa RAS lebih baik dari Roselia.

Terguncang setelah kekalahan mereka dari RAS dalam pertarungan band, Roselia merenungkan penampilan mereka dan bersiap untuk konser "Over the Future". Sayo berlatih keras untuk konser tetapi pingsan saat istirahat dari latihan karena terlalu banyak bekerja dan demam. Sayo memulihkan diri di kamarnya dengan Hina dan anggota Roselia lainnya mengunjungi dan menyiapkan makanan untuknya. Yukina mengobrol dengan Sayo tentang mengapa dia menerima tantangan pertempuran band CHU2: untuk belajar sesuatu dari band lain seperti RAS untuk tumbuh sebagai band. Setelah Sayo pulih dan melakukan satu sesi latihan terakhir, Roselia tampil di konser "Over the Future". Yukina berterima kasih kepada para penggemar atas dukungan mereka yang berkelanjutan sebelum memulai penampilan mereka.

Semua penjaga toko tua dari distrik perbelanjaan Jizo-dori mematahkan punggung mereka tepat sebelum perjalanan mereka ke sumber air panas, jadi semua orang (kecuali PAREO dan CHU2) pergi ke tempatnya masing-masing. Setelah menetap di kamar mereka, karakter dari band yang berbeda berinteraksi dan bersosialisasi satu sama lain. Secara khusus, Rei dan Kasumi bertemu, di mana mereka saling memuji penampilan masing-masing sebagai RAS dan Poppin'Party. Beberapa karakter juga beristirahat di sumber air panas dengan beberapa yang tinggal terlalu lama, mengakibatkan mereka kepanasan. Pada akhirnya, Afterglow memberi tahu Kasumi dan yang lainnya bahwa video musik Poppin'Party memperoleh lebih dari 10.000 penayangan yang mereka rayakan sebelum merawat karakter yang terlalu panas.

Berharap untuk mendapatkan lebih banyak suara, Poppin'Party merencanakan jadwal pertunjukan langsung selama tiga minggu. Selain Galaxy, mereka bermain di CiRCLE dan Dub bersama Roselia dan RAS masing-masing. Meskipun memiliki suara lebih sedikit daripada kedua band, mereka menikmati momentum yang baru diperoleh saat mereka mencapai urutan keenam dalam jajak pendapat. Meskipun RAS menawarkan dukungan mereka kepada Poppin'Party, termasuk membuat kue untuk ulang tahun Tae, mereka tertinggal dari Roselia dalam pemungutan suara. Sebagai tanggapan, CHU2 mengadakan pertemuan dadakan di mana dia mengumumkan bahwa RAS akan bermain di tempat lain untuk memaksa band lain mundur. Dia juga mengendalikan kalender semua orang dan menginstruksikan anggota band untuk mengikuti perintahnya dan tidak bersosialisasi dengan band lain. Setelah argumen di mana CHU2 mempertanyakan komitmen semua orang terhadap RAS, Masking yang marah pergi.

Setelah Masking meninggalkan pertemuan RAS dadakan, Rokka mencarinya tetapi tidak berhasil. Keesokan harinya, setelah menerima saran dari Kasumi, Rokka mencari Masking lagi, akhirnya menemukannya di sekolahnya. Bertemu di depan Budokan, Rokka memuji Masking karena membantunya dan menyuruhnya bertemu dengan CHU2 untuk menebus Masking yang awalnya ragu-ragu sebelum setuju. Sementara itu, Rei bertemu Tae di mana dia berbicara dengannya apakah dia masih peduli dengan RAS; Tae mengatakan kepadanya bahwa sebagai vokalis RAS, dia memiliki kekuatan untuk mengubah apa yang akan dilakukan RAS di masa depan. RAS (sans PAREO) bersatu kembali sebagai band untuk tampil, tetapi merasa cemas dan terganggu karena ketidakhadiran PAREO dan tidak tampil dengan baik. Sementara Rokka dan Masking pergi ke Chiba untuk mencari PAREO, Rei berbicara dengan CHU2 tentang perlunya bekerja sama demi kepentingan terbaik band.

Di Chiba, Masking dan Rokka mencari PAREO dengan mengunjungi sekolahnya. Ketika mereka menunjukkan foto dirinya kepada teman-teman sekelasnya, mereka mengetahui identitas asli PAREO sebagai Reona Nyūbara. Keduanya melihat Reona saat dia berjalan pulang, mendorongnya untuk melarikan diri dan mereka mengejar. Setelah mengejar ketinggalan, mereka mengetahui latar belakangnya sebagai gadis yang sukses secara akademis tetapi lemah lembut yang secara teratur memposting sampul keyboard lagu-lagu Pastel＊Palettes secara online. Terlepas dari upaya Rokka dan Masking, Reona yang kecewa menyatakan PAREO tidak ada lagi sampai dia melihat CHU2 dan Rei berlari ke arah mereka. Setelah CHU2 meminta maaf dan diterima, band ini membawakan lagu untuk ulang tahunnya di studio. Akhirnya, voting Girls Band Challenge ditutup dengan Roselia memimpin, sementara Poppin'Party dan RAS berada di urutan kedua.

Menyatukan Poppin'Party dan RAS di Galaxy, Marina mengumumkan bahwa kedua band akan melaju ke final di Budokan, yang membuat semua orang lega dan gembira. Setiap band kemudian bersiap untuk tampil di Budokan yang meliputi gladi bersih di CiRCLE. Di tengah perjalanan, Poppin'Party menyiapkan lagu baru yang ingin mereka mainkan bersama Roselia dan RAS, keduanya menerima. Sementara itu, Asuka menjadi sukarelawan untuk membantu Girls Band Challenge, termasuk membuat poster untuk final dan mewawancarai band untuk blognya. Malam sebelum final, Kasumi melihat Asuka mengoreksi postingan blognya. Diminta untuk menjelaskan bagaimana dia menemukan momen-momen gemerlap dan mendebarkan dalam hidupnya, Kasumi menceritakan bagaimana dia menemukan momen-momen ini dengan membentuk Poppin'Party dan bertemu serta menjalin pertemanan baru selama setahun terakhir.

Final Girls Band Challenge tiba saat Poppin'Party, RAS, dan Roselia berkumpul di Budokan, di mana mereka membantu menyiapkan panggung. Sebelum penampilan Poppin'Party, Rimi mengaku kepada bandnya bahwa dia ragu untuk bermain karena final melambangkan akhir dari perjalanan mereka hingga saat itu. Namun, dia dan bandnya terangkat ketika mereka mendengar orang banyak melantunkan nyanyian pra-pertunjukan mereka. Poppin'Party dan Roselia membawakan lagu baru, sementara RAS membawakan lagu ulang tahun Chiyu. Penonton memilih pemenang, dengan Roselia mengklaim Hadiah Utama; yang mengejutkan lainnya, RAS menerima gelar Best Performance sementara Poppin'Party dinobatkan sebagai Best Band. Ketiga band tersebut menutup acara dengan memainkan lagu kolaborasi mereka.