星座を使って謎をひもとく、彼らの名前は「星空探偵」。プラネタリウムの輝く喫茶店でスイーツとミステリーを召し上がれ。

プラネタリウム好きの高校生・碓氷十夜（うすい・とおや）は、ある日クラスメイトの桐山涼（きりやま・りょう）から出された「学校に昔から伝わる謎」を解いたことがきっかけで、放課後に謎解き遊びをする「星空探偵」の活動に誘われる。
彼らの活動拠点は、「高い天井を持ち、滑らかな壁面いっぱいに、しっとりとした夜空と、それを彩る宝石箱をひっくり返したような星々を全視界に映す――プラネタリウムと喫茶店を融合させた空間」――『星空喫茶』だ。
舞台は西東京、プラネタリウムの煌きのもと、星座の逸話に絡む日常の謎を解くうちに、彼らは、自分自身に纏わるひとつの大きな謎と向き合うことになる……！？