"Love Live! The School Idol Movie" setzt die Geschichte der Schul-Idol-Gruppe μ's fort, die bereits in der Serie "Love Live! School Idol Project" etabliert wurde. Der Film beginnt damit, dass die Mitglieder von μ's nach ihrem Sieg beim Love-Live-Wettbewerb eine Einladung nach New York erhalten. Dort sollen sie an einer großen Veranstaltung teilnehmen, die ihre Popularität weiter steigern könnte. Die Reise nach New York dient jedoch nicht nur als Karriereschritt, sondern auch als Gelegenheit für die Gruppe, über ihre Zukunft nachzudenken.

In New York angekommen, erleben die Mitglieder von μ's eine Mischung aus Aufregung und Unsicherheit. Die Stadt bietet ihnen neue Inspirationen, aber gleichzeitig werden sie mit der Realität konfrontiert, dass ihre Zeit als Schul-Idol-Gruppe möglicherweise bald enden wird. Die bevorstehende Abschlussfeier der dritten Jahrgangsstufe bedeutet, dass einige Mitglieder die Schule verlassen werden, was die Zukunft der Gruppe ungewiss macht. Diese Unsicherheit führt zu emotionalen Momenten, in denen die Charaktere ihre Gefühle und Ängste offenbaren.

Während ihres Aufenthalts in New York beschließt μ's, ein letztes großes Konzert zu geben, um ihre Fans zu bedanken und ihre gemeinsame Zeit gebührend zu feiern. Die Vorbereitungen für das Konzert sind geprägt von intensiven Proben und der Suche nach einem geeigneten Ort. Dabei reflektieren die Mitglieder ihre gemeinsamen Erinnerungen und die Bedeutung ihrer Freundschaft. Die Beziehungen zwischen den Charakteren werden vertieft, insbesondere die Dynamik zwischen Honoka, der Anführerin der Gruppe, und ihren engsten Freunden Umi und Kotori.

Der Höhepunkt des Films ist das Abschlusskonzert, bei dem μ's ihre Leidenschaft und ihren Zusammenhalt demonstrieren. Die Aufführung ist ein emotionales Ereignis, das sowohl für die Charaktere als auch für die Zuschauer eine tiefe Bedeutung hat. Der Film endet mit einem Blick in die Zukunft, der die individuellen Wege der Mitglieder andeutet, während gleichzeitig die bleibende Verbundenheit der Gruppe betont wird. Die Geschichte schließt damit ab, dass μ's trotz der bevorstehenden Veränderungen ihre gemeinsame Liebe zur Musik und ihre Freundschaft bewahren werden.