In "Precure All-Stars DX3 Mirai ni Todoke! Sekai o Tsunagu Niji-Iro no Hana" vereinen sich die Heldinnen aus verschiedenen "Pretty Cure"-Serien, um eine gemeinsame Bedrohung zu bekämpfen. Die Handlung beginnt damit, dass die Prinzessin des Blumenreichs, Loulou, in die Welt der Precure flieht, nachdem ihr Königreich von den bösen Mächten des Schattenreichs angegriffen wurde. Loulou trägt den "Regenbogenblumen-Samen", eine mächtige Energiequelle, die das Gleichgewicht zwischen den Welten aufrechterhält. Die Schattenreich-Armee, angeführt von General Schwarz, verfolgt sie, um den Samen zu stehlen und die Welten in Dunkelheit zu stürzen.

Die Precure aus verschiedenen Generationen schließen sich zusammen, um Loulou zu beschützen und den Samen zu retten. Während ihrer Reise durch verschiedene Welten entdecken sie, dass der Samen nicht nur eine Energiequelle ist, sondern auch die Kraft besitzt, Verbindungen zwischen den Welten zu schaffen und Hoffnung zu verbreiten. Die Heldinnen müssen ihre Kräfte bündeln, um die Schattenreich-Armee zu besiegen und den Samen an einen sicheren Ort zu bringen. Dabei werden sie mit Herausforderungen konfrontiert, die ihre Teamarbeit und Entschlossenheit auf die Probe stellen.

Die Charaktere umfassen Precure aus Serien wie "Fresh Pretty Cure!", "HeartCatch Pretty Cure!", "Suite Pretty Cure♪" und anderen. Jede Precure bringt ihre einzigartigen Fähigkeiten und Persönlichkeiten in den Kampf ein, was zu dynamischen und abwechslungsreichen Kämpfen führt. Die Handlung betont Themen wie Freundschaft, Zusammenarbeit und die Kraft der Hoffnung, während die Heldinnen gegen die dunklen Mächte kämpfen, um die Welten zu retten und den Regenbogenblumen-Samen zu schützen.