Một chuyên gia về trò chơi điện tử tạo ra công nghệ mới cho phép người chơi điều khiển nhân vật ảo bằng chính cơ thể của họ. Tuy nhiên, rắc rối đáng sợ lại nảy sinh.

Bộ phim kể về cô học sinh năm nhất Suzumiya Haruhi không thích giao du với người bình thường mà chỉ muốn làm bạn với người ngoài hành tinh, du hành gia xuyên thời gian, siêu năng lực gia. Thế là cô cùng anh bạn mới quen của mình là Kyon thành lập Đoàn SOS. Mục đích là để tìm hiểu những hiện tượng siêu nhiên nhưng cuối cùng lại trở thành những trò quậy phá của Haruhi

Các học sinh lớp 3-E có 1 nhiệm vụ, đó là ám sát giáo viên của họ trước khi tốt nghiệp. Ông ta đã phá hủy mặt trăng, và hứa hẹn rằng trong vòng 1 năm nếu không ai giết được mình, ông ta sẽ hủy diệt luôn cả Trái Đất. Nhưng làm sao mà cái lớp học chỉ có toàn những học sinh không thích nghi được với ngoại cảnh này, có thể giết được một con quái vật xúc tu có khả năng đạt tới tốc độ 20 Mác, người mà rất có thể là giáo viên giỏi nhất mà họ từng có.