平行世界的國家之一的“迷宮（Labyrinth）”，總統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“無限內存（Infinity）”，將三位幹部送到四葉鎮，目的是藉三位幹部從人類身上所收集的不幸與悲傷，來註滿“不幸計（FUKO Gauge）”。當不幸計儲滿後，“無限內存”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。
在四葉鎮中，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”幹部創造的怪物“那基華米基”對觀眾發動攻擊，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！”被這樣的心情驅使，桃園愛靠著被抵達四葉鎮的“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、陸續變身成光之美少女的好友蒼乃美希、山吹祈裏一起，為打碎“迷宮”的野心，並守護大家的笑容，以充滿愛、希望和祈福的心，跟“迷宮”展開戰鬥。
其後，迷宮三幹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。
