由于童年的悲惨遭遇，直枝理树（堀江由衣 配音）的个性变得十分孤僻。长着一张娃娃脸，沉默寡言，没有朋友，这样的理树成为了大家眼里的怪胎。某一日，性格傲娇爱猫如命的枣铃（民安智惠 配音），正直开朗稳重可靠的枣恭介（绿川光 配音），四肢发达头脑简单的井之原真人（神奈延年 配音），成熟勇敢剑术一流的宫泽谦吾（织田优成 配音）四人出现在了绝望的理树面前。他们自称“Little Busters”，想要利用理树的力量来完成拯救世界的重任。

幼时曾深陷绝望深渊的直枝理树，与4位少年少女相遇了。

动画作品《Little Busters! EX》是Key社出品的游戏《Little Busters!》第三度动画化的作品，前两作分别是《Little Busters!》和《Little Busters! ～Refrain～》。动画将涉及原作游戏的追加版《Little Busters! Ecstasy》（リトルバスターズ! エクスタシー）中的剧情。

和他同乘一班列车的少女桂言叶（冈嶋妙 配音）让伊藤诚（平川大辅 配音）久久不能忘怀，两人看似遥远的距离被日复一日的电车生活慢慢拉近了。在青少年间有一个传说，如果把喜欢的人的照片设置成为手机背景并且3个星期不被人发现的话，就可以实现成为恋人的愿望，虽然诚并不相信，但为了抒发他对言叶的感情，他仍然照做了。诚的同桌西园寺世界（河原木志穗 配音）发现了诚的秘密，热心的她决定帮助诚达成他的愿望。但在这过程中，西园寺世界发现自己对诚的感情有了微妙的变化，看着满眼只关注着言叶的诚，西园寺世界的心情非常复杂。