《星空的记忆》在不变的星空下，我们正改变着，向流星许的愿，能够实现吗？曾经就有很多坡道和小径的北部港街?云雀崎（ひばりがさき）。夜空澄净，繁星满天，这番景象在都市是绝对无法看见的。这是个被星之神话所点缀的，梦想的舞台。在那样的街道上，死神少女用她那把大镰刀所收割的，不是生命，而是【恶梦】。在替女主角们排忧解难，一同克服困难，产生恋情的故事的中途，总是死神少女在主人公的背后推着他。相隔数年之后回到云雀崎的主人公洋，遇见了和在小时候因搬家而与其分离的青梅竹马长得一模一样的少女。带着一把与小小的背不相称的大镰刀，称呼自己为死神的少女メア。她和青梅竹马一样喜欢星星，当满天繁星的夜幕降临时，她就会出现在能在这条街上完全看到长庚星的瞭望台上。受青梅竹马的影响而对星星有了兴趣的洋，与总是孤单站在瞭望台的死神少女相遇后，就经常和她一起仰望着夜空的星星。没能与青梅竹马再会，而在那个和她许下再会承诺的地方，主人公和メア两人神驰于七夕的牛郎和织女。然后，就这么奇妙地，天协的同伴也加入了这不平衡的两人组。在洋转学的云雀崎学园中，有个以天体观测为主要活动的名为【天协】的协会。但是，天协现在因为还差一个成员数而无法被承认为正式的协会，没有天台的使用权，因此也没办成什么正经的活动。被明日步邀请入会的洋，一开始就为了让天协能升格为有名的协会，而和同伴们四处奔走。就连对妹妹千波和死神少女メア也打了声招呼，但是可以预想，邀请没有进展。结果赌上了最后的希望，幸好对占星术有兴趣的衣铃加入了，于是天协开始积极制定行动计划。