平行世界的國家之一的“迷宮（Labyrinth）”，總統(tǒng)梅比斯為了策劃征服全部的平行世界、得到達成必要的容量無限的“無限內(nèi)存（Infinity）”，將三位干部送到四葉鎮(zhèn)，目的是藉三位干部從人類身上所收集的不幸與悲傷，來注滿“不幸計（FUKO Gauge）”。當不幸計儲滿后，“無限內(nèi)存”便垂手可得。                                    
                               　　平行世界中的另一國家“Sweets王國”的長老很快地察覺梅比斯的陰謀。為了阻止梅比斯，長老決定喚醒傳說中的戰(zhàn)士——光之美少女，在森林中進行禱告，解除了四枚能賦予光之美少女力量的變身鑰匙“Pickrun”的封印。四枚鑰匙為了找到光之美少女，穿越時空來到四葉鎮(zhèn)。                                    
                               　　在四葉鎮(zhèn)中，神采奕奕的中學二年級少女桃園愛是人氣舞團“三人組（Trinity）”的支持者，因被隊長美雪的精彩舞蹈所感動而萌生“我也要像那樣子跳舞！”的念頭。可是在某場表演的途中，“迷宮”干部創(chuàng)造的怪物“那基華米基”對觀眾發(fā)動攻擊，使會場陷入了大騷動。“想保護憧憬的人，想再看一次三人組的表演！”被這樣的心情驅(qū)使，桃園愛靠著被抵達四葉鎮(zhèn)的“Pickrun”寄身而化成的“變身手機（Linkrun）”，變身成為桃天使。與來自“糕餅王國（Sweets）”的塔魯多和雪芳、陸續(xù)變身成光之美少女的好友蒼乃美希、山吹祈里一起，為打碎“迷宮”的野心，并守護大家的笑容，以充滿愛、希望和祈福的心，跟“迷宮”展開戰(zhàn)斗。                                    
                               　　其后，迷宮三干部之一的剎那也加入光之美少女的行列，一起面對從迷宮前來的新危機。