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随着升入中学，开始在诺布尔学园宿舍生活的春野遥，和室友七濑唯成为了朋友。唯的梦想是成为绘本作家。但是，遥却无法说出自己“想成为公主”的梦想。就在这时，她遇到了妖精泡芙和阿洛玛……。

入学典礼迟到而沮丧的遥。反省着去拔草的遥，这时看到了正在练习芭蕾的海藤南。遥对被称为学园公主的学生会长南说“请教我芭蕾！”，然而……！

阿洛玛弄丢了重要的第三瓶公主香水！不仅如此，泡芙还被风纪委员长如月玲子抓住，被误认成混进女生宿舍的狗。关于如何处理，遥提出了某个建议。

为了寻找丢失的公主香水的下落，遥和南试图接触诺布尔学园一年级的人气时尚模特·天之川绮罗。绮罗就在遥的隔壁班。于是，她们前去拜访绮罗……。

尽管能够变身为闪亮天使，绮罗却斩钉截铁地拒绝成为光之美少女的伙伴。即便如此仍希望她加入的遥，决定和绮罗一起度过她作为模特活动的放学后时间……。

阿洛玛和泡芙告诉集齐的3位光之美少女，为了成为“大公主”=真正究极的公主，要开始上课了。从公主课程平板中指导公主素养的老师，夏慕尔小姐出现了……。

诺布尔学园的例行活动球技大会以男女混合的形式举办，遥选择了网球，并要和某个男生组双打。那个男生是在女学生中拥有很多粉丝的受欢迎人物，蓝原裕树。其实，裕树和遥并不是初次见面……。

马上，就要举办需要全员正装出席的晚宴——诺布尔派对。光是听到“礼服”二字就兴奋不已的遥，决定挑战亲手制作派对礼服。用平板电脑学习教程后，立刻用缝纫机开始缝制，但是……。

盛装的学生们聚集在华丽的宴会厅，遥期盼已久的诺布尔派对开始了！就在这时，宴会厅的灯光突然熄灭了。学生会长南前去配电盘所在的仓库调查原因，然而……!?

装扮钥匙似乎就在诺布尔学园“充满梦想的地方”。遥她们去巡视了正在为梦想努力的社团活动的大家，但没有找到。遥想，宿舍管理员白金小姐或许知道些什么……。

凭借魔女迪丝比娅的力量，遥等3位光之美少女和阿洛玛、泡芙、小唯都被传送到了迪丝比娅创造出的绝望牢笼世界。在分散的地点，光之美少女们与邪恶化身对峙。危急之中，从公主平板中传来了彼方的声音！

绮罗接到了她最喜欢的“Marble甜甜圈”美食报道员的工作。正式当天，为了争夺发售前的新品甜甜圈试吃机会，要和常驻报道员一条兰子进行“Marble甜甜圈三回合对决”!!

回宿舍的路上，在森林里看到一位美丽的少女在拉小提琴，遥完全迷上了小提琴。虽然得到了小提琴，却拉不出优美的声音，遥垂头丧气时，又遇到了那位美丽的少女……。

为了入学诺布尔学园后开始思念家人的一年级学生，学园举办了邀请家人的家庭日。终于见到家人的遥欣喜若狂，但小学一年级的妹妹桃香却有些不高兴。

见习执事阿洛玛要接受夏慕尔小姐的执事测试。课题是让“公主·遥”满意。干劲满满的阿洛玛为遥制定了完美的一日行程，但事情并不按他想的进行。

遥她们到访了南家族经营的海藤集团的度假地。也见到了南所尊敬的哥哥渡，在“海的感谢祭”上享用着海鲜快乐度过。在悬崖上看着这副幸福景象的永久是……。

明天，将举办绮罗和绮罗的母亲史黛拉首次同台演出的时装秀“Boanne Collection 2015”。绮罗焦躁地想一个人准备明天的事。但是，史黛拉却邀请遥她们住下……。

举办了大受欢迎遥最喜欢的绘本《花之公主》的作者望月梦的签名会。梦想成为绘本作家的小唯和遥心跳不已地参加了签名会。其实遥有见到望月梦想问的事情……。

阴雨连绵的六月。无法外出只能待在房间里的住宿生们，在圣良的提议下，决定利用宿舍内部玩寻宝游戏！！那时，永久在希望王国漫无目的地徘徊着。于是……。

收集齐了9把装扮钥匙，遥她们正高兴着，钥匙放出光芒，全员瞬间移动到了希望王国。被传送到不同地点的三人，手中的钥匙如同指路般创造出光的轨迹……。

将黑色钥匙插入香水，变身为黑色公主的永久。看到那个身影彼方哑口无言……。永久的真面目是？那个隐藏的真实，揭晓的时刻到来了……！

在光之美少女的说服下，永久回忆起了过去的记忆，找回了“原本的自己”。但是，作为交换彼方却消失在了某处，永久悲伤地认为是自己的错。这时迪丝比娅出现了……。

变身为第四位光之美少女·赤红天使的永久，惊讶之余也接受了这个事实。为了给因一下子经历太多事情而混乱的永久散心，遥她们带她上街，但永久还在懊悔过去……。

永久成为了诺布尔学园的学生，但刚从希望王国来到这个世界的永久，在教室里的举止和发言都有偏差，每次都是绮罗帮忙打圆场。忙碌的绮罗渐渐烦躁起来……。

结业式结束，诺布尔学园也进入暑假！南、绮罗、永久和小唯决定去遥的老家留宿。第一次的暑假，也是第一次的留宿。永久虽然困惑但也参加了，南在一旁陪伴着她……。

暑假学园的学生们都回家了，宿舍里只剩下永久一个人。但是，永久感冒卧床不起，泡芙想照顾永久，却总是笨手笨脚。那时，小小的蝉邪恶化身出现在泡芙面前……。

今天是梦之滨的夏日祭！诺布尔学园也摆出了摊子，遥和小唯穿着浴衣帮忙。和南、绮罗、永久会合后，网球部的裕树也来了，但他好像勉强自己在享受……。

遥她们来到了南的别墅。遥很期待和永久一起去海边玩，但永久没有出海，小唯留下来陪着永久。看了小唯至今的绘画日记，永久向她吐露了烦恼……。

洛克抢走了装扮钥匙。没有钥匙就无法变身光之美少女。那时，泡芙突然被钥匙的气味吸引着跑了起来。追在后面的遥她们遇到了三位陌生的少女……。

希望王国的城堡被邪恶化身降临到了海滩！必须夺回被关在城堡中心牢笼里的9把装扮钥匙……！无法变身光之美少女，遥她们下定决心闯入城堡……！

暑假结束，今天开始第二学期！也得到了公主宫殿，遥心情大好。想去给久违的学园花坛拔草，到了花坛却发现同班的一个女孩子已经先一步在拔草了……。

自称是“南的未婚夫”、正在英国留学的伊集院君麻吕来到了学园。他把南当作公主，称呼“我亲爱的甜心！”，却哀叹南变了，还说是遥的错。

夏慕尔小姐和变成洛克模样的希望王国妖精克洛洛一起去了梦之滨。遥她们去找她们，发现公园里正在举行猫咪集会，于是参加了三花猫和黑猫的时尚对决。

消失的彼方，现在一定在这个世界的某个地方。那时，偶然看到了一个以“说不定能见到王子殿下”为名的公主大赛的招募通知。于是推举遥为代表，报名了大赛……。

遥她们寻找彼方时，得到情报说小提琴工匠锦户的工房里似乎有像彼方的人。遥她们立刻前往工房拜访，但在那里重逢的彼方，已经不记得遥她们任何事了。

作为海藤集团的一员，南要在父母乘坐的豪华客船上首次向相关人员亮相。南邀请了遥她们一起登船，并遇到了一位在野生海豚缇娜附近的兽医明日香。

在诺布尔学园的戏剧会上，遥被选为《罗密欧与朱丽叶》的朱丽叶一角，但遭到了以导演为目标的同学的严厉批评。彼方帮助遥对剧本台词，然而……。

知道遥的梦想是“成为公主”的男学生黑须，前来搭话。他不仅接近遥，还接近遥周围的人，支持着大家的梦想。但是，只有永久无法信任黑须……。

被彼方说了“不准成为公主”而深受打击的遥，一个人消沉不已。那时，因为克洛兹，梦之滨的城镇正逐渐被邪恶荆棘形成的森林吞噬！

彼方的记忆恢复了，卡纳塔和永久终于得以兄妹重逢。遥她们正欣慰地守护着两人，突然皇家钥匙发出红光，所有人都被传送到了希望王国。

听闻梦之滨美术馆正在举办绘画竞赛，小唯也下定决心要参赛。但越是在意竞赛，就越不知道画什么才好。心急如焚的小唯……。

在纽约举行的世界级时装秀“日本时装周”，绮罗也要出演。为了成为世界顶尖模特的梦想，绮罗比以往更卖力地工作，但是……。

绮罗推掉了日本时装周的出席，决心暂停模特事业，专心做光之美少女。看着强装开朗的绮罗，遥她们和诺布尔学园的大家一起，策划了一场给绮罗的惊喜活动。

最近的南，好像有什么烦恼，样子很奇怪。绮罗决定这次换自己来帮助南，于是叫出南想和她谈谈。接着，南开始说起最近反复做的一个梦……。

今天是圣诞派对！遥她们组建了仅限今日的偶像组合，要在大家面前表演歌舞！这时南的妈妈打来了电话，但南还没能将自己的决心告诉她……。

大扫除的第二天，积起了皑皑白雪，遥她们欢闹起来！在堆雪人、做雪兔玩耍的过程中，永久和学生们开始合作建造巨大的雪城……。就在这时，无家可归而自暴自弃的夏特出现了……。

收到希望王国的花之城出现异变的消息，遥她们赶往希望王国，一只小鸟将遥引入了花之城中。回过神来，遥正被一位陌生的王子当作花之公主欢迎着……。

突然，诺布尔学园上空出现了由无数荆棘构成的城，以及迪丝比娅的幻影。学园的学生们惊慌逃窜。必须立刻变身光之美少女去对抗！为了守护大家的梦想，遥她们……。

迪丝比娅将克洛斯吞入体内，并与绝望之城同化，变得巨大无比直达天际。光之美少女们前去迎战，然而梦之滨街道被荆棘覆盖，人们被关进了绝望的牢笼……！

终于成功消灭了迪丝比娅。但就在这时，传来了“绝望……是不会消失的”的声音……。这声音难道是……！？