„Tsukuyomi” to wirtualna przestrzeń, w której splatają się ludzkie marzenia i ambicje. Iroha Sakayori, zapracowana siedemnastolatka z Tokio, ucieka od codziennego zgiełku, logując się do tego świata i śledząc transmisje swojej ulubionej streamerki, Yachiyo Runami – administratorki Tsukuyomi. Pewnego wieczoru Iroha natrafia na mieniący się słup telefoniczny, z którego niespodziewanie wyłania się niemowlę. Zabrane do domu dziecko w ekspresowym tempie dorasta, przybierając postać dziewczyny w wieku Irohy, która nazywa się Kaguya i zachowuje się jak rozpieszczona księżniczka.
Na jej naleganie Iroha pomaga jej zadebiutować jako streamerka i piosenkarka w Tsukuyomi, sama pełniąc rolę producentki i autorki piosenek. Wraz z rozkwitem ich kariery pogłębia się więź między bohaterkami, lecz za kulisami budzą się tajemnicze, złowrogie siły, pragnące sprowadzić Kaguya z powrotem na księżyc. „Chou Kaguya-hime!” splata motyw legendy o Księżniczce Kaguya z nowoczesnym światem wirtualnej rozrywki, tworząc ciepłą, ale podszytą tajemnicą opowieść o tożsamości, marzeniach i cenie wolności.
