梦想是制作动画的高一学生浅草绿，和同学金森沙耶加一同参加动画研究社的放映会。就在此时，著名精英读者模特水崎燕向她们搭话。水崎不知为何，被一群黑衣男人追赶。浅草和金森救下水崎，赶走了黑衣人。两人意外得知水崎的志愿是成为动画家。于是，浅草和水崎的即兴合作开始，意气相投的三人，开始迈向“最强的世界”

水崎被家长限制不能加入动画研究社，于是只能和浅草·金森一同成立能制作动画的新社团。三人走向了教职员室。因为已经有了动画研究社，不能说出自己要做动画的目的。知道老师希望她们开展实拍的社团活动，金森提出以影像研之名制作动画。于是“影像研”爆炸诞生！3人打开了动画研究社曾经使用的仓库，那里竟有一大片宝藏？

影像研三人被分配的活动室，是个老旧的仓库，天花板和墙壁上都是洞。首先需要进行修缮。开始修缮的浅草，幻想著自己在进行宇宙船的修复训练。三人决定，在“预算审议委员会”上公布动画片，宣布自己的社团活动。三人从浅草的素描本上选择舞台设定，不断进行构想。浅草提出战车的主意。水崎则主张作画的“演技”。而作为制作人的金森，则为浅草与水崎的创作增加动力。

三个人为了在预算审议委员会上映的动画片，可谓是费尽心机，金森连哄带骗的提出妥协方案，使作品能赶上委员会的日子。而对方是难对付的学生会，被称为“别对学生会出手”的存在。影像研究会能获得预算吗？

浅草在校内发现了可疑的机器人的痕迹，随后便开始追踪。好不容易离机器人更进一步，不知为何现场也有金森和水崎的身影。原来，机器人研究部要求以这个机器人为原型制作动画片“机器人VS怪兽”。影像研究会的三人寻找作品的勘景，来到了芝滨高中创立前就存在的令人毛骨悚然的地下空间。

影像研开始着手制作要在文化节上映的机甲动画片。这次美术社会来协助制作背景。片头曲由机研社作曲，剧中音乐则交给了水崎的朋友。金森为了改善效率安排电脑。涉及到的人员越来越多，浅草内心开始不安。再加上，收到了关于音响社的情报，金森和浅草前往活动室造访。在那遇见了守护大量音源的，音响社唯一成员，百目鬼。

要在文化节上映的机甲动画片，制作并未如意进行。由于作画进度滞后，音响社的百目鬼也无法开始准备音效。主动要求担任配音的机研社的小野等人演技失控，令人非常不安。再加上，美术社的艺术细胞爆炸，导致大量背景需要重做，浅草重新负责。金森对这样的状况十分火大，然而负责作画的水崎，却无论如何也不愿在动作的细节上让步。

文化节当天早上，现场进行配音，总算是将机甲动画片完成。浅草和百目鬼直到最后还在调整音乐和音效。金森利用精英读模水崎的知名度，召集观众。然而，小野等人也加入的大规模宣传而被学生会盯上。再加上，一直被水崎隐瞒动画制作一事的父母，突然来到了文化节现场！

在文化节的放映会大获成功，收到了不少DVD的预定。然而，机甲动画片的利益主要由客户机器人研究社获得，影像研获得的利益少得可怜。金森提出走出学校，参加独立作品展示贩卖会“彗星-A”。金森带着浅草和水崎不知道去了哪里。眼前出现了芝滨的街道，复杂的城市规划结构和水路，以及地下商店。

浅草脑海中不断冒出画面，水崎使用SNS订购音乐，金森策划了声优试音会。为了在独立作品贩售会“彗星-A”上发表新作，影像研对此进行了猛攻。但是这个活动被老师们盯上了，关于在学校外活动的风险学生会和领导一再强调。不过，3人仍然有条不紊的继续动画制作。为了让故事情节带给大家更真实的感觉，三个人和音响社的百目鬼一起去外景采音。

为了在彗星-A上发表新作动画片，委托手抄本研究社进行DVD复制，然而却因不正当交易被警备社检举。教导主任和学生会对影像研的监视变得愈发严格。但金森正在策划让学校不得不认可社团活动的策略。另一边，浅草一直无法确定的敌方设定和故事核心终于敲定。分镜稿完成，水崎的作画也进展顺利，作品马上就要完成。

发生了SNS上委托的音乐和图像完全不合的问题。大团圆的舞蹈场面，正由水崎配合样音进行作画，但如果更换曲子，就无法成立。浅草得出了取消舞蹈场面，直接重做结局的大胆结论。浅草解释称，一直对结尾抱有疑问，但只要进行变更，就能更有说服力，于是金森和水崎接受了变更。到了彗星-A当日。镜像研新作动画片《芝滨UFO大战》究竟如何？