大人気「涼宮ハルヒの憂鬱」シリーズ初の劇場版作品！

冬休みを間近に控えた高校1年生の冬、涼宮ハルヒ率いるSOS団はクリスマスに部室で鍋パーティを開くことを決定した。気が早いハルヒは早速パーティの用意を始め、キョンたち団員もその準備に追われていたが、事件が起こることもなく至って普通の学校生活を送っていた。しかし12月18日の朝、いつもの通学路でキョンはクラスメイトの谷口に会い、昨日まで元気だった彼が突然風邪を引いたことに驚く。普段通りに谷口に話しかけるキョンだが、どこか会話が噛み合っていないことに違和感を持つ。その後、本来ハルヒの席であるはずのキョンの後ろの席に座ったのは、長門に敗れて消滅し、表向きは転校したことになっているはずのクラスメイト、朝倉涼子だった。相談のためにキョンは古泉一樹の在籍する1年9組へと向かうが、古泉はおろか9組そのものが存在していなかった。朝比奈みくるは鶴屋さんと一緒にいたが、2人とも、SOS団に関する記憶はさっぱり無くなっていてキョンのことも全く覚えていない。茫然自失しつつ最後の砦としてキョンが向かったのは、SOS団が占拠していた文芸部室だった。扉を開けたその部屋にいたのは、眼鏡を掛け、驚いた様子でキョンの姿を見つめる「普通の少女」、長門有希の姿だった。
一体、世界に何が起こったというのか？