เมื่อเทคโนโลยีมีความก้าวหน้าขึ้น มนุษย์ก็ค่อยๆ เข้าไปตั้งอาณานิคมทั่วทั้งระบบสุริยะ โดยครอบครองพื้นที่บนดาวเคราะห์ตั้งแต่ดาวพุธไปจนถึงดาวพลูโต ส่งผลให้เกิดการแข่งขันกีฬาขนาดใหญ่ที่เรียกว่า “ไดอุนโดไก” ซึ่งมีนักกีฬาหญิงที่มีความทะเยอทะยานจากทั่วทั้งระบบสุริยะมาแข่งขันกัน ผู้ชนะการแข่งขันจะได้รับการสวมมงกุฎ "Cosmo Beauty" การได้รับสถานะเสมือนราชินี
เมื่อคานาตะ อาเคโฮชิ เกษตรกรผู้ปลูกมันฝรั่งยังเป็นเด็ก เธอได้ปรบมือให้กับวัตถุคล้ายอุกกาบาตที่ตกลงมาจากท้องฟ้าและตกลงมาในป่าใกล้เคียง เมื่อเธอมาตรวจสอบเศษซาก เธอเห็นยานอวกาศที่ได้รับความเสียหาย และหญิงสาวซึ่งดูเหมือนว่าจะอยู่ในนั้นซึ่งอ่อนแอลงจากแรงกระแทก เด็กสาวได้มอบสายรัดข้อมือสองเส้นให้กับคานาตะ พร้อมกับขอร้องให้คานาตะเข้าร่วมไดอุนโดไคและกลายเป็นคอสมอสบิวตี้ คานาตะยอมทำตาม แต่ก่อนที่เธอจะได้ถามชื่อของหญิงสาว เธอก็หายตัวไปอย่างลึกลับ โดยไม่เหลืออะไรไว้เลย แม้แต่หลุมอุกกาบาตที่เกิดจากการชน ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา คานาตะได้อุทิศตนให้กับการฝึกฝน เพื่อมุ่งมั่นที่จะทำตามสัญญาของเธอ
หลังจากที่ชนะรอบคัดเลือกเพื่อเป็นตัวแทนของโลกแล้ว คานาตะก็ไปที่ University Satellite ซึ่งเป็นสถาบันที่เธอและผู้สมัครคนอื่นๆ ศึกษาเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการแข่งขันที่จะมาถึง ที่นั่น เธอได้พบปะและผูกมิตรกับผู้เข้าแข่งขันคนอื่นๆ และช่วยให้พวกเขาเข้ากันได้และเล่นเกมได้ดีขึ้น ขณะที่คานาตะเริ่มเข้าใกล้ตำแหน่งอันเป็นที่ปรารถนา โอกาสที่เธอจะได้พบกับหญิงสาวที่เปลี่ยนแปลงชะตากรรมของเธอก็มีมากขึ้นเช่นกัน และเธอยังได้ค้นพบความลึกลับที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังไดอุนโดไคระหว่างทางอีกด้วย
