太陽系の各地から様々な少女たちが集まり、スポーツでナンバーワンを決める神（しん）・大運動会。その頂点に立つ者は宇宙撫子（コスモビューティー）と呼ばれ、女王として君臨することになる。幼い頃に交わした約束を果たすため、宇宙撫子を目指す明星かなたは、地球代表を決める予選で見事に勝利する。
かなたはルームメイトとなったシェリィに起こされながら朝練に励む。リディア、ヤナ、パリア達有力選手とも顔を合わせる。 一際目立つのがエヴァ・ガレンシュタイン。 他の選手と比べ物にならない身体能力を有し、軽々と朝練をこなす。 その体にある秘密が隠されている。神・大運動会を揺るがす秘密が・・・・。
競技でいつもトップを取るのは、謎に包まれたエヴァ・ガレンシュタイン。かなたは幼いころにエヴァに会っているというが、エヴァには記憶はなく、ある組織とつながっている。一方のかなたとシェリイは、競技や衝突を経て距離を縮めたリディア、ヤナ、パリアと共に次の課題競技に向けて合宿に出かける。
三日に渡って繰り広げられる大型競技・トライハーシュが始まった。一日目の種目は空のステージ。ここでもエヴァふぁトップを走り、かなた達はどんなに頑張っても追いつくことができない。エヴァびあまりにもな異常性に不審を抱くリディア。かなたはそれを制し、自らとエヴァとの約束を語りだ出す。
難民出身のヤナの前に現れたのは、テロリストとなった親友・ユシルだった。ユシルはヤナに、ル-ムメイトであるリディアの抹殺を迫り、ヤナは誰にも打ち明けられないまま苦悩する。トライハ-シュ競技二日目海のステ-ジ。またしても独走しようとするエヴァに、シュエリが義肢にかかる負担をかえりみずに追いすがる。
宇宙撫子の座に近付けるかどうか、トライハーシュの最終三日目の結果が大きく物を言う。決戦前夜、再びユシルがヤナの前に姿を現し、リディア抹殺を迫る。大運動会の裏側でうごめく陰謀を追うジェフ。かなたはシェリィと言葉を交わし、想いも交わす。 ――必ず、神・大運動会で優勝する。それがエヴァとの約束でもあるから。
セヴァはエヴァと入れ替わる形で、競技に出場することになった。パリアと共にかなた達のもとに戻ったエヴァは、かなたに一対一の勝負を提案。勝負が終わると、かなたに自らの想いと願いを託す。私の代わりに神・大運動会で勝って宇宙撫子になって、と。そして、決勝戦に進む上位二名を決める、最後の競技が始まる。
神・大運動会の決勝戦、決勝戦に進んだのはエヴァと入れ替わったセヴァ、そしてかなただった。競技は一発勝負の百メートル走。かなた達は、エヴァとの出会いにまつわる最後の謎を解き明かし、太陽系管理委員会を倒す奥の手を見つけていた。それを使うには勝利が必要。皆の思いを背負うかなたが世界を変える一歩を駆け出す！
