В заброшенном городе, который уже три десятилетия опустошен после таинственной биологической атаки, бродит одинокий человек по имени Кудзуя. В этом мрачном месте, где некогда кипела жизнь, теперь лишь безмолвно скитаются роботы, выполняя свои программы. Кудзуя, ведомый надеждой найти что-то полезное, углубляется в руины, но вскоре сталкивается с военными роботами, которые охраняют территорию. В отчаянной попытке спастись, он прячется в одном из старых зданий и поднимается на крышу.
Там, среди запущенных конструкций и обломков, он обнаруживает планетарий — заброшенное место, где когда-то мечтали о звездах. Внутри Кудзуя встречает удивительное создание — девушку-андроида, которая, несмотря на свою механическую природу, обладает человечностью и добротой. Она просит его помочь восстановить проектор, чтобы вновь запустить звезды на небесах планетария, мечтая вернуть утраченные моменты красоты и вдохновения.
Кудзуя оказывается втянутым в её мечты, и вместе они начинают преодолевать преграды, которые стоят на их пути. В этом мире, где надежда кажется потерянной, встреча с андроидом становится для Кудзую не только возможностью помочь, но и шансом найти смысл в одиночестве. Их взаимодействие наполняет заброшенный мир новыми эмоциями, и шаг за шагом они учатся доверять друг другу, открывая в себе то, что давно было забыто. "Планетарианка: Мечта одинокой звёздочки" — это история о надежде, дружбе и поисках света в темноте, где даже в самых безнадежных условиях можно найти искру жизни.