Es ist das Jahr 2046. Noboru Terao und Mikako Nagamine sind enge Freunde, die kurz nach der Schulzeit gehen werden. Doch nach einem Angriff von Außerirdischen auf die Menschheit wird Mikako für die UN-Militär-Weltraumexpedition ausgewählt, die sich zur Vergeltung gegen die Außerirdischen erheben soll. Getrennt voneinander versuchen Noboru und Mikako, in Kontakt zu bleiben, indem sie sich E-Mails über ihre Mobiltelefone schicken. Doch je weiter die Expedition von der Erde entfernt ist, desto stärker steigt die Zeit, die für den Versand und Empfang ihrer Nachrichten benötigt wird. Hoshi no Koe dreht sich um die Beziehung dieses Paares, während sie versuchen, trotz der wachsenden Distanz zueinander verbunden zu bleiben.
