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七倉園子は進学高に通う高校3年生。同級生の大半が進学するため何の疑問も持たず受験勉強に励んでいる。一方、大河内渉は、働きながら「定時制」に通っている。亡くなった父のように天文台で働くことが夢だが、学費にも事欠く渉にとっては大学受験すら遠い。ある日、そんな二人が出会った。下校を急いだ園子が、定時制の時間に登校してきた渉とぶつかり合ったのだ。

ぶつかった拍子に互いの本を取り違えたことに気づいた渉は、園子が落とした星座の本から定時制で自分が使っている机の主が園子であるとわかる。しかし、その教室で現金が盗まれ、渉を犯人だと勘違いした慎司（中村竜）と殴り合いのケンカをしてしまう。

園子に思いをよせる優介（柏原崇）は、まどか（京野ことみ）たちも誘って天体観測旅行を提案する。しかし当日優介は風邪でダウン。その夜ジュースを買いに天文台に入った園子は偶然、渉と彼の別居中の母が話をしているのを聞いてしまう。実はその日は父の七回忌で、二人は父を偲んで、思い出深い天文台に来たのだった。

渉のことが気になる園子は、冬美（馬渕英里何）のアドバイスもあり会ってほしいという手紙を書く。しかし、その手紙はイタズラで校内に掲示され、園子はひどく傷つくが、誤解だとわかり約束の公園へ向かい、渉を待つ。

親密になりつつある渉と園子に嫉妬する優介は勉強どころではない。茅乃（遊井亮子）をたきつけ二人の仲を裂こうとし、茅乃は昔の不良仲間に園子を襲わせるようたくらむ。帰りの遅い園子を心配してまどかと冬美は、渉と一緒に探し回るが・・・。

園子を助けて、けがをした渉はその夜、園子の父・克彦（山本圭）に治療してもらう。しかし優介の父に不良の仲間だと指摘され、誤解した克彦から園子とはもう会わないよう注意される。そんななか、皆で高校生活最後のXマスパーティーを開こうと渉も誘うが・・・。

『お前のことは遊びだ』といわれた園子は、ショックを受け渉のことをあきらめようとする。そして冬期講習を受けに優介たちと東京へ行くが、何故か宿泊先のホテルのロビーで茅乃を見かける。

園子たちが東京に行っている間に『弱い自分を変えたい』と雪山に登った慎司が雪崩で遭難した。無事を祈って、まどかたちはお百度参りをし、無事の知らせを聞くが、なんと慎司は事故のショックで記憶喪失になっていた。

センター入試直前、優介の父が不正融資で逮捕された。優介は動揺し、カンニング容疑までかけられ試験場を飛び出してしまう。渉と園子たちは優介を励まそうと、あることを思いつく。

記憶が戻った慎司の退院祝いに、同室の老人・源五郎がすしを握り、園子に卒業の儀式「白線流し」の思い出を語った。また渉は園子に励まされて受験を決意するが、母に援助を頼んだ矢先に義父が事業に失敗してしまう。