"K-ON!: The Movie" setzt die Geschichte der Schulband Ho-kago Tea Time fort, die bereits in der Serie "K-ON!" etabliert wurde. Der Film spielt nach den Ereignissen der zweiten Staffel und zeigt die letzten Tage der fünf Mitglieder – Yui Hirasawa, Ritsu Tainaka, Mio Akiyama, Tsumugi Kotobuki und Azusa Nakano – an der Sakuragaoka High School, bevor die vier älteren Mädchen ihren Abschluss machen.

Die Handlung beginnt damit, dass die Mädchen beschließen, als Abschiedsgeschenk für Azusa, die noch ein weiteres Jahr an der Schule bleiben wird, eine Abschlussreise nach London zu unternehmen. Die Reise wird von Tsumugi organisiert, deren Familie wohlhabend ist und die notwendigen Mittel bereitstellt. In London angekommen, erleben die Mädchen eine Mischung aus typischen Touristenaktivitäten und musikalischen Abenteuern. Sie besuchen Sehenswürdigkeiten wie den Tower of London, die Tower Bridge und den Camden Market, während sie gleichzeitig versuchen, ihre Musik zu verbessern und neue Inspiration zu finden.

Ein zentraler Konflikt entsteht, als Yui versehentlich ihr Gitarrenplektrum verliert, das für sie von großem sentimentalen Wert ist. Die Suche nach dem Plektrum führt die Gruppe durch die Straßen Londons und gibt ihnen die Gelegenheit, die Stadt und ihre Kultur näher kennenzulernen. Parallel dazu arbeiten sie an einem neuen Lied, das sie Azusa widmen möchten, um ihre Dankbarkeit und ihre Verbundenheit auszudrücken.

Die Charaktere bleiben ihren Persönlichkeiten aus der Serie treu: Yui ist nach wie vor unorganisiert und verträumt, aber herzlich; Ritsu ist energiegeladen und impulsiv; Mio ist zurückhaltend und verantwortungsbewusst; Tsumugi ist freundlich und unterstützend; und Azusa zeigt ihre gewohnte Ernsthaftigkeit und Hingabe zur Musik. Die Dynamik zwischen den Charakteren bleibt ein zentrales Element, wobei ihre Freundschaft und ihr Zusammenhalt im Mittelpunkt stehen.

Der Film endet mit der Rückkehr der Mädchen nach Japan, wo sie ihr neues Lied aufführen und Azusa emotional verabschieden. Die Szene unterstreicht die tiefe Verbundenheit der Gruppe und die Bedeutung ihrer gemeinsamen Zeit, während sie gleichzeitig einen Blick in die Zukunft wirft, in der sich ihre Wege vorübergehend trennen werden.