อนิเมชั่น ทฤษฎีสีฟ้า เล่าถึงเรื่องของสาวน้อยวัยมหาวิทยาลัย ทามากิ เธอเดินทางมาจากเมืองบ้านเกิดเข้าสู่เมืองหลวงเพื่อนเรียนต่อในสาขาที่ชื่นชอบพร้อมกับคิดที่จะใช้ชีวิตเหมือนเด็กสาวทั่วไป แต่กลับเกิดเรื่องที่ทำให้เธอต้องตกอยู่ในสถานการณ์ลำบากเมื่อเธอดันทำเครื่องร่อนของชมรมเครื่องร่อนพังจนต้องถูกรวบหัวรวบหางเข้าชมรมเพื่อชดใช้ค่าเสียหายจากอุบัติเหตุ