改編自全球下載近4000萬次的超高人氣手遊，由畑博之執導的虛擬偶像：初音未來首次登上大銀幕的作品。

星乃一歌偶然在唱片行聽到一首從未聽過的初音「新歌」，正感疑惑時，發現螢幕上竟出現一位從沒見過的「初音未來」，在星乃的驚呼中，初音彷彿受到驚嚇，瞬間消失了。在某日街頭表演結束後，一歌的手機上竟出現了之前唱片行遇見的初音！她低頭無語，面露孤單的神情，詢問後才知道初音有想要傳遞歌聲的對象，但無論怎麼賣力歌唱，初音的聲音卻無法傳達出去。看著一歌的演出，初音覺得如果能更了解一歌，也許她也能把歌聲傳送到更多人心裡…。

面對初音的願望，一歌帶著溫柔的微笑回答她：「如果我可以幫上忙的話。」就這樣，一歌與虛擬歌手初音未來相遇的全新故事就此展開。