校長の小田桐（石坂浩二）に頼み込まれ、軽い気持ちで美崎高校を訪ねた樋熊迎一（寺尾聰）。するとそこで、大人をなめ切った態度を取る５人の生徒、青島裕人（村上虹郎）、木藤良蓮（真剣佑）、安保圭太（北村匠海）、高杢金也（太賀）、桑田勇治（佐野岳）と出会う。沸々とわいてくる感情を抑えられなくなった樋熊は、彼らと向き合うことを決意。吹奏楽部顧問として、全校生徒を集めたあいさつでその思いを語るのだった。「もっと今という時間を大切にして夢中で生きてみませんか？人生はハート、人付き合いもハート、一緒に心を響かせましょう！」。しらけたムードが広がる中、有馬渚（石井杏奈）たち吹奏楽部員は、プロのサックス奏者だった樋熊に指導を仰ぎ、もっと上手くなりたいと純粋な思いをはせる。音楽室で練習風景を見つめていた樋熊は、部員たちに発表の場と目標を与えると同時に、部員の勧誘を始める。入部を執拗（しつよう）に迫る樋熊に嫌気が差した青島たち５人は、樋熊を学校から追い出そうとする。

生徒の発案で、吹奏楽部の甲子園と呼ばれる「全国吹奏楽部コンクール」を目指そうと盛り上がる樋熊（寺尾聰）と美崎高校吹奏楽部。青島（村上虹郎）たち５人が音楽室で暴れたことを問題視した教師の新井宗一（尾美としのり）と鮫島照之（升毅）は、今度問題を起こしたら退学にすると騒ぐが、樋熊は責任を持って吹奏楽部で面倒をみると言って諦めない。そんな折、青島たちは卒業生の陣内剛史（高畑裕太）と横須賀の街角で偶然再会する。かつて青島たちのライブをメチャメチャにした上に、青島の手に深い傷を負わせた陣内と一触即発の状態となり、陣内は大勢の仲間を引き連れて美崎高校へ乱入してくる。再び対立する彼らの間に慌てて割って入る樋熊だが、陣内たちの暴走は止まらない。このまま乱闘騒ぎを起こせば、青島や木藤良（真剣佑）たちには退学処分が待っていて…。

安保（北村匠海）がきっかけとなり、青島（村上虹郎）ら５人組が分裂。吹奏楽部に安保と高杢（太賀）、桑田（佐野岳）らが入部を決めた。そんな中、上級生・陣内（高畑裕太）たちとの抗争は激しさを増し、高杢と桑田らが拉致されてしまう。知らせを受けた青島と木藤良（真剣佑）が助けに向かい、樋熊（寺尾聰）が間に割って入るものの事態は警察沙汰に。新井（尾美としのり）は青島らを退学にしようとするが、教育委員会に報告してからという小田桐（石坂浩二）校長の計らいで時間が稼げた。その間に樋熊は青島と木藤良を吹奏楽部に入部させることで退学を阻止しようと考える。一方、「音楽の甲子園」を目指す美崎高校吹奏楽部員たちは、楽器それぞれのパートリーダーをオーディションで決めることになる。パートリーダーになって青島たちに認めてもらおうと安保、高杢、桑田は練習に励むが、その裏側で今まで青島を支えてきた木藤良にある問題が発覚する。

教育実習生として樋熊（寺尾聰）の娘・奈津紀（多部未華子）が美崎高校にやってきた。吹奏楽部にもコーチとして参加し、部員たちは全国大会を目指し練習に励んでいた。青島（村上虹郎）ら５人の入部で活気づいたものの、いざこざも絶えないため、樋熊は部の結束を高めようと３日間の合宿を提案する。しかし、２年の井川宏達（健太郎）は親から「合宿に行く暇があったら勉強しろ」と責められる。井川は吹奏楽部の名門・明宝高校の受験に失敗し、心の奥底に傷を抱え悩んでいた。運命のいたずらか、合宿先は明宝高校と同じ施設で、井川は明宝のメンバーの中に中学の同級生・小池（泉澤祐希）がいるのを見つける。練習後の夜、井川はタバコを吸っている小池たちと遭遇。小池が井川にタバコを持たせた瞬間にフラッシュがたかれ、あたかも井川が喫煙しているかのような写真を撮られてしまう。

自宅で気を失って倒れた樋熊（寺尾聰）。担当医から樋熊が悪性のすい臓ガンだと聞かされた娘の奈津紀（多部未華子）は、一刻も早く手術してほしいと願い出る。だが、樋熊は地区予選を前に練習を休めないと手術を拒否して、通院しながらの治療を選択。父の気持ちが痛いほど分かる奈津紀は、父を失うかもしれないという葛藤の中、生徒たちに心配をかけないよう樋熊が検査入院のためしばらく休むと生徒たちに説明する。樋熊が戻ってきたら成長した姿を見せようと、さらに練習に励む吹奏楽部員たち。そんな折、音楽留学願書の締め切りが間近に迫った木藤良（真剣佑）の心が揺れ出す。心を１つにして奏でる演奏にも表れ始め、その迷いを察知した青島（村上虹郎）と木藤良の思いが激しくぶつかり合うことに…。

地区予選で第一関門となる県大会出場の切符を手に入れた美崎高校吹奏楽部。音楽留学に向けてレッスンに励む木藤良（真剣佑）もその一報を受け、ホッとした表情を浮かべる。その一方で１人、体の痛みと闘っていた樋熊（寺尾聰）は、生徒全員に病気のことを報告。県大会を前に手術を受ける決断ができない樋熊の気持ちを察した奈津紀（多部未華子）は、代わりに自分が指揮を執ることを申し出る。動揺する部員たちだったが、樋熊の励ましと奈津紀の覚悟を前に、県大会突破の決意を固めるのだった。樋熊は生徒と一緒に闘う姿勢を見せるため、あえて県大会当日を手術日に選択。生徒たちは再び樋熊の指揮で演奏する日を夢見て、新たな挑戦を始める。

手術から目覚めた樋熊（寺尾聰）に届いた知らせは、美崎高校吹奏楽部の県大会突破。これで関東大会さえ通過すれば、全国大会でのステージが待っている。弱小美崎高校吹奏楽部の快挙は、新聞でも大きく報道された。一方、樋熊の１日も早い復帰を待ち望む生徒たちは、病院のベッドから娘の奈津紀（多部未華子）経由で伝えられる教えを頼りに、猛練習に励んでいた。しかし、１番待ち望んでいる樋熊の退院日だけは知らせがなかった。そして、いよいよ迎えた関東大会の日。そこにはライバルの明宝高校をはじめ、多くの強豪校が集まった。美崎高校吹奏楽部は極度の緊張と経験の無さが災いしてか、合奏の音が、まるでそろわない。青島（村上虹郎）たちが必死にげきを飛ばすが、樋熊がいないという生徒たちの不安までは取り除けず…。