เมื่อความฝันเดินทางมาถึงบทใหม่ เส้นทางของเหล่าสาว ๆ Liella! ก็เต็มไปด้วยความท้าทายที่ยิ่งใหญ่กว่าเดิม! Love Live! Superstar!! 3rd Season กลับมาสานต่อเรื่องราวของคานอน ชิบุยะและเพื่อน ๆ จากโรงเรียนมัธยมปลายหญิงยูอิกาโอกะ หลังจากพวกเธอทุ่มเทฝึกซ้อมและคว้าความสำเร็จจากการแข่งขัน Love Live! มาได้

แต่การเริ่มต้นครั้งใหม่นี้กลับไม่ง่ายอย่างที่คิด เมื่อแผนการไปเรียนต่อต่างประเทศของคานอนต้องเปลี่ยนแปลงกะทันหัน ขณะเดียวกัน มาร์กาเรเต้ เวียน ก็ได้ก่อตั้งชมรมไอดอลโรงเรียนขึ้นมาใหม่ พร้อมกับโอนิตสึกะ โทมาริ น้องสาวของนัตสึมิ ทำให้เกิดการแข่งขันระหว่างกลุ่มไอดอลภายในโรงเรียนเดียวกัน

ท่ามกลางความมุ่งมั่นที่จะก้าวไปสู่จุดสูงสุด ความแตกต่างทางความคิด ความฝัน และเป้าหมายของแต่ละคนเริ่มกลายเป็นบททดสอบสำคัญ พวกเธอต้องเรียนรู้ทั้งการยอมรับกันและกัน การทำงานเป็นทีม และการค้นหาความหมายที่แท้จริงของการเป็น School Idol

ขณะเดียวกัน นักเรียนรุ่นแรกของ Liella! ก็กำลังเข้าสู่ปีสุดท้ายของชีวิตมัธยมปลาย เวลาที่เหลืออยู่จึงมีความหมายมากกว่าการแข่งขัน เพราะนี่คือช่วงเวลาที่พวกเธอต้องเตรียมพร้อมสำหรับอนาคต และส่งต่อความฝันให้กับรุ่นน้อง ก่อนที่เรื่องราวของ Liella! ทั้ง 11 คนจะเดินทางมาถึงบทสรุปที่น่าจดจำ