Haruka și Sora Kasugano se întorc acasă, un loc plin de amintiri.
După ce și-au pierdut părinții într-un tragic accident de mașină, gemenii se hotărăsc să se întoarcă în mediul rural și să înceapă din nou viața la casa bunicului lor, o amintire a momentelor din trecutul lor care-i bântuie constant. Aici le întâlnește pe prietenele din copilărie Nao Yorihime și Akira Amatsume și noul venit Kazuha Migiwa, care îi primesc cu o întâmpinare călduroasă, simbolică pentru zilele care ar trebui să vină.
Pacea lor este mai degrabă efemeră, cu toate că emoțiile suprimate, născute din jurăminte atât noi, cât și uitate, încep să își exercite influența asupra noilor vieți ale gemenilor. Iar, un profund secret întunecat, cunoscut doar de ei, începe să se dezlănțuie.
Bazat pe romanul vizual al lui Sphere, Yosuga no Sora nu doar că explorează puterea amintirilor pierdute și a iubirii adevărate atunci când legăturile multora se întrepătrund, dar ridică și semne de întrebare legate de moralitate și acceptare socială.