Svet hviezdnej oblohy, tiež známy ako planéta Saman, je domovom dvanástich hviezdnych princezien, ktoré sú založené na znameniach zverokruhu a udržiavajú poriadok vo vesmíre. Ale keď Knot Raiders zaútočia na Hviezdny palác, princezné sa rozptýlia po celom vesmíre ako princezné hviezdne perá. V snahe oživiť princezné a odvrátiť vesmír pred pohltením temnoty cestujú mimozemšťania Lala a Prunus s vílou Fuwou do mesta Mihoshi na Zemi, kde stretnú nápaditú Hoshinu Hikaru. Hikaru, ktorý dostane prívesok vo farbe hviezd a jedno z pier s farbou hviezd, sa premení na legendárnu hviezdu PreCure, Cure Star. Spolu s Lalou a ďalšími dvoma dievčatami, Elenou a Madokou, vedie Hikaru Star Twinkle PreCure, keď sa snažia oživiť hviezdne princezné a bojovať proti Knot Raiderom.