《宇宙星路》的故事發生在西歷2356年，背景設定於189年前水蛇座β星發生超新星爆炸後的世界。這場爆炸釋放出大量的貝塔放射線，即使距離地球20光年，地球仍遭受了巨大的破壞。宇宙因此被毒氣籠罩，呈現出綠色的色調，這是主角片瀬志麻和其他人所熟知的宇宙顏色。然而，志麻對過去人類從地球看到的宇宙顏色充滿好奇，因此她決定加入Stellvia學院，這是一所培養宇宙飛行員的學校。在這裡，她與同伴們共同努力，面對各種挑戰，並探索宇宙的奧秘。故事圍繞著志麻與她的伙伴們的成長與冒險展開，展現了他們對未來與宇宙的憧憬與奮鬥。