События анимэ «Суперпринцесса Кагуя!» разворачиваются в недалеком будущем и рассказывают о старшекласснице Ирохо Сакаери, которая живет на грани выгорания, совмещая учебу с работой. Ее единственная отдушина – виртуальное пространство «Цукуеми», где она следит за стримами популярного ИИ-айдола Ятие Рунами. Однажды Ироха находит на улице младенца, появившегося из светящегося столба. Малыш стремительно вырастает в девушку по имени Кагуя. Они становятся близкими подругами и запускают совместные стримы, но вскоре выясняется, что за Кагуей охотятся неизвестные злодеи, чтобы вернуть ее на Луну. Найдет ли главная героиня способ спасти подругу, чем она готова пожертвовать ради этого?