在距離地球非常遙遠的「星空界」中心，存在著聖域「星之宮殿（スターパレス）」以及十二星座的星之公主們，他們的力量維持著宇宙間的平衡。然而某天，星之公主們遭到不明人士襲擊，變成了12支「公主星彩筆」散落在宇宙中。再這樣下去，星球將會消滅，連地球和宇宙都會被黑暗吞噬……！ 「當繁星失去光輝之際，戰士光之美少女便會和閃耀之書一起出現，並取回眾星的光輝。」拉拉等人依循著宇宙間流傳的這條古老傳說，帶著公主們最後誕生下來的希望·芙娃一起踏上尋找傳說中的戰士「光之美少女」的旅途。 主人公星奈光是個喜歡宇宙和星座的中學二年級生，某天在觀察星空記錄星座的時候突然被蟲洞跳出來的不明生物「芙娃」撞上，接著從天而降的火箭也帶來了外星人「拉拉」與「普倫斯」，真真正正的外星人竟然出現在眼前了！ 以支配宇宙為目標的組織「劫掠侵襲者」竟然為了芙娃追了過來……「我想幫助芙娃！」，在這強烈的意念下，從閃耀之書出現了「星彩吊墜」與「變身星彩筆」，並藉由這兩樣物品，星奈光成功變身成為光之美少女「星空天使」！ 為了收集四散的公主星彩筆，以及培育公主復活關鍵的芙娃，主人公們將從地球飛往宇宙，展開一場奇妙的旅程……