Kyon é um estudante cético que conhece Haruhi Suzumiya, uma garota excêntrica obcecada por mistérios sobrenaturais. Sem perceber, ele se envolve na criação da Brigada SOS, clube escolar dedicado a investigar alienígenas, viajantes do tempo e espers. Aos poucos, Kyon descobre que Haruhi possui poderes capazes de alterar a realidade, embora ela mesma não saiba disso. Cercado por colegas com segredos extraordinários, ele tenta manter a normalidade enquanto lida com eventos bizarros, paradoxos temporais e o temperamento imprevisível de Haruhi, que pode mudar o mundo conforme seu humor.