Um jogo de ritmo, desenvolvido como uma colaboração entre a SEGA, a Colorful Palette e a Crypton Future Media. Miku e suas amigas são famosas cantoras fictícias que existem no mundo real como Cantoras Virtuais. Eles tocam músicas criadas por produtores de todo o mundo, e também existem em “SEKAI”, um mundo misterioso separado da realidade que nasce dos “verdadeiros sentimentos” de uma pessoa. ” O jogo se concentra em personagens originais e suas jornadas para descobrir seus verdadeiros sentimentos com a ajuda dos Cantores Virtuais.

O jogo se passa em Shibuya, Tóquio. Uma garota chamada Hoshino Ichika caminha pelas ruas e vê uma tela LCD exibindo Hatsune Miku. Ao voltar para casa, ela descobre uma música chamada "Untitled" em seu smartphone. Por curiosidade, Ichika toca as músicas, apenas para se cercar de uma luz branca e chegar a um lugar desconhecido. Miku está na frente de Ichika, dando as boas-vindas a Sekai e convidando-a para cantar juntos.