ある日、ひかるが星を見ていると、突如宇宙にワープしてしまう。そこでミラクルライトを製造する工場がある惑星があることを知る。ところが突然宇宙から光が消えだし、星々は闇に包まれ始める。このままでは全宇宙が真っ暗になってしまう事を知ったひかるたちスター☆トゥインクルプリキュアは、HUGっと!プリキュア・キラキラ☆プリキュアアラモードのプリキュアたちと共に、光を取り戻すため立ち上がる。

みらいとリコ、モフルンは久しぶりに人間界（ナシマホウ界）を訪れ、プリキュアとしてより立派になるための秘訣を探ろうとするが、モフルンがクッキーの甘い匂いをかぎつけ走り出してしまう。2人が追ってみるとそこには、他のプリキュア達と花見をするために待ち合わせ場所に行く途中の春野はるかとその仲間達がいた。リコがうっかり魔法を使ってしまったため、みらいは焦りはるか達は驚くことになる。 そこへ、はるか達プリンセスプリキュアが倒したはずの魔女ディスピアが出現して暴れ出す。みらいとはるか達6人は変身してひとまず撃退するが、今度は魔女ソルシエールの手下であるトラウーマが現れ、「プリキュアの涙」を要求する。ある目的の為に「プリキュアの涙」を用いた秘薬を作ろうとするソルシエールは、プリキュア達の記憶を探ってディスピアを初めとする歴代敵組織の首領の幻を作り出し、プリキュア達を捕えて幽閉していた。ミラクルとマジカルは戦うが、ソルシエールによって異世界に飛ばされ、離れ離れにされてしまう。 「ハピネスチャージプリキュア」や「ドキドキ!プリキュア」とも出会い、それぞれ戦うミラクルとマジカルだったが、プリキュアになりたてで戦いに不慣れな2人は集中して狙われてしまい、くじけそうになる。しかしミラクルは「ふたりはプリキュア / ふたりはプリキュアMax Heart」の妖精のルルンの「ブラックたちを助けてルル」と涙ながらの訴えを聞き、マジカルはキュアエコーからの励ましを受け、さらに奮闘する先輩プリキュア達を見ることで「くじけない心」を知り再び立ち上がる。 そんな状況の中、少女の歌声が聞こえてくる。それは最初の戦いの時から聞こえてきた不思議な歌声だった。その歌声を追っていくうちにいつしかミラクルもマジカルもその歌を口ずさみ、やがて合流した2人は、ソルシエールの屋敷へとたどり着く。だがその時、他のプリキュアは全員囚われの身となっており、さらにトラウーマは主人のソルシエールとは別の思惑で、恐るべき計画を進めていた。 果たしてミラクルとマジカルは歴代プリキュアたちを救う事ができるのであろうか。ソルシエールの真の目的は、そして歌声の正体は？

ロボットによって全ての世話をしてくれる夢のような空中都市メトロシティ。そこで生活をしているテンマ博士の息子トビーは、ピースキーパーの実験中の事故によって命を落としてしまう。 悲嘆にくれるテンマ博士はトビーの姿と記憶を持ち、究極のエネルギー『ブルーコア』を搭載した人間にそっくりなロボットを作り上げた。しかし、息子として迎え入れたもののどこか本物とは違うことを痛感したテンマ博士は彼を拒絶してしまう。 自分がロボットであることを知りブルーコアを狙うストーン大統領にも追われ地上へ落ちた彼は、コーラたち地上に住む子供達と出会い「アトム」と名乗り、自分の居場所を探すために彼らと暮らすこととなった。