为了陪伴患有哮喘的弟弟星野歩（大桥步夕 配音）去乡间修养，星野一马（浅沼晋太郎 配音）毅然决然的放弃了学校的课程，来到了宁静祥和的山比古町。哪知道，刚刚到达没多久，就发生了让一马心跳加速的意外事件——自己和名叫中津川初（中村绘里子 配音）的陌生女孩子接吻了。虽然中津一副无所谓的样子，但从此，一马成为了她目光无法移开的焦点。 在小镇里，住着各式各样性格单纯而又善良的人们。容易害羞的神社女巫神本圆佳（清水爱 配音），目睹了意外之吻的傲娇娘日向伊吹（青叶林檎 配音），成熟稳重的大姐姐藤堂䌷（高桥智秋 配音）等，在这些可爱女孩子的环绕下，一马能否坚守最初的约定？

2011年8月12日にテレビアニメ版公式サイトにて、『星空へ架かる橋』OVAの発売決定の情報が発表された。発売予定日は2011年12月21日。 OVAオリジナルキャラクターである『団優歌』（声：田村ゆかり）の登場も発表された。