Cerita film ini berlatar empat tahun setelah kejadian di anime Shirobako asli. Aoi Miyamori terus sibuk menangani masalah-masalah biasa dalam kesehariannya di Musashino Animation. Setelah pertemuan pagi, Watanabe berbicara dengan Aoi dan menugaskannya untuk mengerjakan proyek anime teatrikal baru untuk studio. Proyek ini memiliki masalah yang tidak terduga, dan Aoi tidak yakin apakah perusahaan dapat melanjutkan dengan anime teatrikal dengan keadaan saat ini. Saat menghadapi kecemasan itu, Aoi bertemu dengan rekan baru bernama Kaede Miyai (disuarakan oleh Ayane Sakura). Dia dan tim MusAni bekerja sama untuk menyelesaikan proyek tersebut.