Сериал "Полуночный мотив сердца" рассказывает историю Арису, парня из очень влиятельной семьи, который привык всё доводить до идеала. Но в его жизни всегда не хватало какой-то важной детали, того самого чувства, которое он однажды поймал, слушая ночное радиошоу с таинственной ведущей по имени Аполлон. После внезапного закрытия программы эта загадка осталась с ним на годы, превратившись в навязчивую идею.

Случай приводит Арису в школу Фурин, куда раньше принимали только девушек. Там, по чистой случайности, он слышит голос, который кажется ему до боли знакомым. Это приводит его в школьный радиоклуб, где он сталкивается не с одной, а сразу с четырьмя совершенно разными девушками. У каждой из них свои амбиции в мире звука - одна хочет петь, другая мечтает озвучивать аниме, третья грезит карьерой блогера, а четвёртая видит себя у микрофона новостей.

Арису решает помочь им всем, потому что в каждой из них он улавливает отголоски той самой Аполлон. Его поиск превращается в необычный проект, где он пытается раскрыть потенциал этих талантов, параллельно надеясь, что одна из них и есть та самая девушка, чей голос когда-то тронул его сердце.