小學時期，游泳部的四名成員在畢業前的游泳比賽中奪冠，之后他們畢業的畢業，出國的出國，四人分道揚鑣。時過境遷，就讀巖鳶高中的七瀨遙（島崎信長配音）和好朋友橘真琴（鈴木達央配音）升上高二，他們與昔日的游泳部成員之一葉月渚（代永翼配音）重逢。三人回憶起小學時光，約定到曾經的游泳館去。在廢棄的游泳館里，他們居然遇到了歸國的松岡凜（宮野真守配音）。意料之外的是，昔日戰友凜性情大變，還對遙發起挑戰，結果遙輸給了他。遙、真琴和渚決定成立游泳部，經過多番努力后，終于招募到了新成員龍崎憐（平川大輔配音），他們以縣大賽冠軍為目標，進行緊張的集訓。另一方面，凜所在的鮫柄學院游泳部也在為大賽作準備。他們約定，要在賽場上決一高下。充滿激情和活力的游泳部，在這個夏天，開始了關于友情與青春的Free!故事。
