В центре сюжета аниме «Влюблённые в небо» находится первокурсница Тамаки, обожающая спорт и особенно волейбол. В детстве она считалась одной из лучших спортсменок, но сейчас Тамаки больше увлечена учёбой, ведь нужно думать о своём будущем. Приступив к обучению в университете, героиня аниме «Влюблённые в небо» впервые в своей жизни ощущает присутствие романтики. Пытаясь привлечь внимание молодых людей, она решается на весьма отчаянный для себя шаг, став участницей теннисного клуба. И вскоре ей удаётся достигнуть желаемого. Но на одной из первых тренировок Тамаки попадает мячом в планер Даисукэ. Тот не собирается прощать ей такого поступка и поэтому выставляет огромный счёт на оплату. И теперь Тамаки вынуждена его покрывать. Пытаясь хоть как-то справиться с этой неудачей, Тамаки отправляется в авиационный клуб, где занимает место помощницы. Это поможет ей немного подзаработать и покрыть цены сломанного планера. Но Тамаки даже не подозревает, что этот клуб станет местом, способным изменить её жизнь раз и навсегда.