Il gioco è ambientato a Shibuya, Tokyo. Una ragazza di nome Hoshino Ichika, camminando per le strade, vede uno schermo LCD che mostra Hatsune Miku.
Tornata a casa, scopre una canzone chiamata "Untitled" sul suo smartphone. Per curiosità, Ichika riproduce la canzone, solo per essere circondata da una luce bianca e arrivare in un luogo sconosciuto. Miku si trova di fronte a Ichika, dandole il benvenuto a Sekai e invitandola a cantare insieme.