故事从一个叫做国崎往人的旅人开始。国崎往人依靠表演人偶谋生，走过一个又一个小镇，目的是寻找天空中的少女。然后女主角神尾观铃出场，观铃是个向往能自由飞翔的女孩子，她缠着往人和她一起玩。晚上往人在观铃家留宿，和观铃的养母晴子见面。次日，往人遇到另外两个主角：雾岛佳乃和远野美凪，以及美凪的朋友小满。傍晚，往人接观铃放学。

本集紧接第一话，观铃说自己做了一个能飞翔的梦。晚上，往人继续留宿观铃家，晴子希望往人能成为观铃的朋友。第二天，往人在雾岛诊所门口表演人偶，没有顾客看，但是在诊所找到一份零工。诊所的主人是佳乃的姐姐雾岛圣，雾岛佳乃和姐姐相依为命。次日，圣派往人去学校给佳乃送饭，到了学校得知佳乃生病，然后佳乃透露她手上绸带的来历，是小时候有人送给她，让她一直戴在手上。晚上观铃和往人一起玩，往人才知道今天是观铃的生日，而养母晴子却什么也不表示。随后往人意外得到一个生日蛋糕，两人晚上一起分蛋糕。

当晚遇到佳乃一个人迷迷糊糊的走到了神社。神志恢复的佳乃什么也不记得，往人得知她有时候会变成另外一个人。第二天早上，知了飞进了往人的早餐。然后往人和佳乃一起找不知去向的小狗土豆，得知佳乃的愿望是见到已故的母亲。晚上观铃身体不适。第二天傍晚，往人和观铃来到废弃的火车站，和美凪与小满一起玩耍。晚上雾岛圣急匆匆找到往人说佳乃又失踪了。一行人追到神社。

在神社佳乃做出要杀往人的举动。冷静下来以后圣透露佳乃病情的由来是由于触摸了神社里面的一根羽毛。晚上佳乃再次失踪，来到神社后发现佳乃昏倒。原来神社的羽毛包含了前人悲伤的记忆，因此诅咒了佳乃，记忆呈现一次以后诅咒消失，佳乃恢复正常。

从往人对母亲的梦开始，往人的母亲也在寻找天空中的女孩。醒后观铃说再次做了个自己会飞的梦。下午在车站碰到美凪和小满，美凪给了二人自己珍藏的星之沙。随后一起观测星星。送美凪回家的时候美凪的母亲把美凪叫做小满，使得往人感到奇怪。回到观铃家，和观铃打扑克，观铃突然哭了起来。晴子解释说观铃一旦要和其他人成为朋友，就会哭起来。往人只好搬走。第二天在车站遇到小满，但是不见美凪。到美凪家，美凪的母亲说自己没有女儿，圣解释说美凪的母亲有心理疾病，今天突然恶化。在学校找到美凪，晚上和美凪住宿车站。

第二天往人让美凪回到母亲身边，美凪的母亲终于恢复了正常。然后小满说自己是美凪的愿望形成的，随后消失了。次日，往人来到观铃家，观铃晕倒在地。

观铃的病情不见好转，但是晴子却并不理睬，而是出门旅行。往人想起自己母亲曾经遇到过相同情况的女孩，随着梦境的进展，女孩和她亲近的人最终会一步一步走向死亡。随后观铃又做了飞翔的梦，病情再度恶化。往人决定离开观铃以免自己会死。但是在半路上折了回来，决定永远陪着观铃。这时候往人母亲留下的人偶发挥作用，人偶里面历代往人的祖先的力量和他一起试图拯救观铃，往人的身体消失，灵魂移植到了乌鸦身上。不过剧情暂时回到1000年前。

1000年前，神奈是个身上有翅膀的少女（翼人），一直被软禁在深山的宫殿之中。柳也是新来的保卫神奈的侍卫，里叶是神奈的侍女。三人相处得很好。但是不久传来指令要神奈搬到其他地方，柳也决定带神奈逃出宫殿去寻找神奈的母亲。一行人经过战斗逃出了敌人的包围。

在灵山遇到神奈的母亲，不料官兵围攻灵山，神奈的母亲中箭身亡。神奈被一群和尚诅咒也中箭身亡。随后智德高僧向柳也和里叶介绍了翼人的历史。由于和尚的诅咒，翼人的转世长不大就会夭折。里叶决定让自己的子孙后代来想办法拯救翼人。

本话以乌鸦为视角，时光倒退到往人与观铃相识之前。观铃由于要和其他人成为朋友，就会哭起来而没有朋友。因此希望和往人成为朋友。观铃生日那天，乌鸦跟着晴子来到神社。原来晴子并不是不喜欢观铃，而是害怕自己和她感情太深，一旦离开她会十分痛苦，因此才装作疏远观铃。虽然她每年都给观铃买生日礼物，但是却不送出去。然后乌鸦看到观铃努力装成正常的样子见到往人。随后晴子决定让观铃成为自己的孩子而去观铃父亲家。最后往人暂时重新变成人，向观铃表白自己永远陪伴她。

观铃决心努力活下去，晴子这时回来，说自己会好好照看观铃。不料观铃病情再度恶化，失去记忆并且无法走路。此时观铃的父亲出现，要带观铃走。晴子说要再陪伴观铃三天。这三天内晴子尽心尽力照顾观铃。到了第三天，观玲的父亲来接他回去，晴子央求说在告别前要带观铃去海滩，两人一起来到沙滩，晴子责怪自己没有好好地陪过观铃。这时，观铃父亲出现，带走观铃。但最后观铃反抗并要和晴子一起生活下去。

观铃想去看夏日祭，谁知天空不作美下起了暴雨。不过巧合之下找到了晴子上次给观铃买了却没送出去的生日礼物。晴子和观铃终于找到那份珍贵的亲情在那里观铃恢复了记忆。晴子推着观铃出去玩，观铃要晴子和乌鸦（小空）到她前面并努力的走向晴子，在晴子的怀里走到了幸福的GOAL。往人化成的乌鸦继续踏上寻找天空中的少女的旅程。作为轮回的终点的少男少女也踏上了他们的旅途。