Kyon, siswa SMA biasa yang sudah lama berhenti percaya pada hal-hal gaib, mendadak dibuat goyah setelah bertemu Haruhi Suzumiya. Berbeda darinya, Haruhi justru terobsesi mencari yang tidak masuk akal: alien, penjelajah waktu, esper, dan segala kejadian aneh yang menantang logika. Saat ia mengeluh tidak ada klub sekolah yang menarik, Kyon tanpa sengaja memicu ide gila Haruhi untuk membentuk klubnya sendiri. Lahirlah Brigade SOS, klub yang khusus memburu fenomena supranatural. Sayangnya bagi Kyon, ia pun terseret menjadi anggota bersama Yuki Nagato si kutu buku pendiam, Mikuru Asahina yang pemalu, dan Itsuki Koizumi yang selalu tersenyum. Di bawah komando Haruhi yang semaunya sendiri, hari-hari mereka berubah jadi rangkaian petualangan kacau yang perlahan mengarah pada sesuatu yang jauh lebih besar daripada sekadar kegiatan klub.
