„Carole & Tuesday” to historia dziejąca się 50 lat po kolonizacji Marsa przez ludzkość, gdzie ludzie żyją w komforcie dzięki zaawansowanej sztucznej inteligencji. Carole mieszka w metropolii Alba City, gdzie pracuje na pół etatu w ciągu dnia i gra na klawiszach o nocy. Tuesday uciekła z Hershell City przed kontrolą swojej bogatej rodziny, mając nadzieję na karierę muzyczną ze swoją gitarą.
Po przełomowym spotkaniu, dwie dziewczyny postanawiają razem tworzyć muzykę. W rywalizacji z dominującymi na scenie muzycznej piosenkarkami – AI, wierzą, że razem mogą wyrazić swoje uczucia poprzez swoje piosenki. Czy ciężka praca i szczęście wystarczą, by duet stworzył największy cud, jaki kiedykolwiek widział Mars?