เรื่องราวของ Extreme Hearts เกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้ เมื่องานอดิเรกของ "Hyper Sports" (ซึ่งได้รับการปรับปรุงด้วยอุปกรณ์พิเศษและไอเท็มเพิ่มพลัง) ได้กลายเป็นที่นิยมในหมู่เด็กและผู้ใหญ่ เรื่องราวมุ่งเน้นไปที่ Hiyori Hayama นักเรียนมัธยมปลายปีที่สองซึ่งในตอนแรก Extreme Hearts ไม่มีความเกี่ยวข้องกับ "Hyper Sports" แต่หลังจากมีโอกาสได้พบกับสิ่งนี้ก็เริ่มเปลี่ยนไปเมื่อ Hiyori และเพื่อน ๆ ของเธอใกล้ชิดกันมากขึ้นและไล่ตามความฝันด้านกีฬาของพวกเขา