In der Grundschule war er noch im Schwimmclub aktiv und erfolgreich, aber als Oberschüler war Haruka Nanase (七瀬 遙) schon lange nicht mehr als Schwimmsportler aktiv. Mit seinem früheren Teamkameraden Makoto Tachibana (橘 真琴) ist er immer noch gut befreundet. In der Schule treffen sie auf Nagisa Hazuki (葉月 渚), dem Dritten in ihrem Staffelteam, der gerne wieder mit ihnen schwimmen würde. Plötzlich taucht auch der Vierte auf, Rin Matsuoka (松岡 凛). Dieser war lange in Australien, um an einer dortigen Spezialschule ein besserer Schwimmer zu werden. Nun geht er auf ein Internat in der Nähe, das für die Ausbildung von Schwimmern bekannt ist. Er tritt gegen Haruka an und gewinnt, zu seiner Enttäuschung, nur knapp.
Bereits ein Jahr nachdem Rin nach Australien gegangen war, trat er gegen Haruka an. Dabei verlor er, trotz seines Auslandjahres, und war deswegen verzweifelt. Haruka machte sich seitdem Vorwürfe ihn verletzt zu haben und hörte mit dem Schwimmen auf. Nun wollen die drei, da Rin wieder in Japan ist und trotz seiner damaligen Niederlage wieder schwimmt, in der Iwatobi-Oberschule einen neuen Schwimmclub gründen. Mit ihrer Klassenlehrerin Miho Amakata (天方 美帆), Rins kleiner Schwester und Mitschülerin der drei, Gō Matsuoka (松岡 江) sowie dem vierten Clubmitglied Rei Ryūgazaki (竜ヶ崎 怜) gelingt ihnen die Gründung des neuen Clubs. Rei, der eigentlich Leichtathlet ist, musste erst mühsam überzeugt und ihm das Schwimmen beigebracht werden.
Schließlich treten die vier Schwimmer beim Regionalturnier an, verlieren jedoch alle in ihren jeweiligen Schwimmstilen. Im Freistil, das einzige was Haruka schwimmen will, verliert er gegen Rin. Der will von da an nie wieder gegen Haruka antreten. Um sich doch noch für das nächste Turnier zu qualifizieren, treten sie in der Lagenstaffel an und können gewinnen. Rin entscheidet sich, im Regionalturnier auch in der Lagenstaffel zu schwimmen, um sich doch erneut mit Haruka zu messen. Alle bereiten sich intensiv vor, die Gruppe der Iwatobi-Schule wird nun auch von ihrem Trainer aus der Grundschulzeit unterstützt. In einem Gespräch mit Rin erfährt Rei, dass dieser nicht wegen Haruka mit den Schwimmen aufgehört hatte, sondern weil er in Australien erfolglos und ohne Freunde war.
Kurz vor dem Regionalturnier erfährt Rin, dass er nicht in der Staffel mitschwimmt. Er war zuletzt oft nicht in bester Form, da er an seine alten Freunde denkt. Dass er nicht gegen ihre Staffel antreten kann, demotiviert ihn so, dass er auch im Freistilschwimmen versagt. Rin ist verzweifelt und wütend und will mit dem Schwimmen endgültig aufhören. Da die Vier aus Iwatobi erkennen, dass es ihnen immer vor allem darum ging, miteinander zu schwimmen, lassen sie Rin statt Rei in ihrem Team antreten. Sie gewinnen so das Turnier, doch werden für die Teilnahme eines Schülers einer anderen Schule im eigenen Team disqualifiziert.
Im folgenden Schuljahr nimmt das Team sich vor, bis zur Landesmeisterschaft zu kommen. Doch zunächst versuchen sie, erfolglos, neue Mitglieder zu gewinnen. In Rin Matsuokas Schule sind die ältesten Schüler aus dem Team ausgetreten, nachdem sie die Schule verlassen haben, und junge Clubmitglieder rücken nach. Außerdem kommt Sōsuke Yamazaki (山崎 宗介) an die Schule, mit dem Rin bereits in der Grundschule geschwommen und mit dem er gut befreundet ist. Sōsuke zeigt sich bald eifersüchtig auf die gute Beziehung zwischen Rin und Haruka. Als nach langem Training die Wettbewerbe beginnen, zeigt sich auch warum: Sōsuke hat eine chronische Verletzung der Schulter und hat seinen Traum einer Schwimmerkarriere aufgegeben. Vor seinem Team verbirgt er das, um noch einmal mit Rin im Wettbewerb schwimmen zu können. Im Regionalturnier wird ihm dieser Wunsch dann erfüllt und er spricht sich mit Rin und Haruka aus.
Während des Trainings hadert Makoto mit seinen Plänen für die Zeit nach dem Schulabschluss. Als er als Aushilfskraft im Schwimmclub von Iwatobi anfängt, begeistert er sich dafür, Kindern das Schwimmen beizubringen. Schließlich entscheidet er sich, in Tokio zu studieren und Schwimmlehrer zu werden. Auch Haruka kann sich lange nicht entscheiden, was er nach der Schule macht. Geschwommen ist er stets aus Freude und nicht, um zu siegen; darin sieht er keinen Sinn. Nachdem er durch diese Zweifel die Motivation zum Schwimmen ganz verliert und sich mit Makoto streitet, nimmt Rin ihn auf eine Reise nach Australien mit. Dort findet Haruka neuen Mut und will nun, wie auch Rin, Profischwimmer werden. Schließlich treten die beiden Teams von Rin und Haruka im Landesturnier an, ehe Makoto, Haruka und Rin nach dem Schulabschluss ihre eigenen Wege gehen, wobei man in den Abschlussszenen sieht, dass Makoto und Haruka noch immer Nachbarn sind und Haruka gegen Rin nun im Profisport antritt.
Nach Abschluss der Oberschule gehen Haruka und Makoto gemeinsam nach Tokio zum Studieren. Dort treffen sie Asahi Shina, den sie aus der Mittelschule kennen, und mit dem sie nun viel Zeit verbringen. Sie erfahren, dass auch Ikuya Kirishima in Tokio ist, der mit ihnen zusammen im Schwimmklub der Mittelschule war. Doch dessen Träume vom gemeinsamen Antreten bei Wettbewerben haben die drei enttäuscht, als sie weggezogen sind oder den Klub aufgegeben haben. Ikuya leidet noch immer unter der Enttäuschung von damals und meidet den Kontakt zu ihnen. Sein Freund Hiyori Toono, den er in den USA kennengelernt hat, hält die drei Freunde von ihm fern, damit sie Ikuya nicht schaden und der sich auf seinen Erfolg als Schwimmer konzentrieren kann. Auch zu seinem älteren Bruder Natsuya hat Ikuya ein distanziertes Verhältnis. Während die drei Freunde versuchen, doch wieder Kontakt zu Ikuya zu bekommen und Hiyori zu überzeugen, lernt Makoto die Freude kennen, Kinder und angehende Schwimmer zu trainieren. Er nimmt sich vor, als Trainer die bestehen Sportler an die Weltspitze zu begleiten. In der Iwatobi-Oberschule hat der nun von Nagisa und Rei geleitete Klub neue Mitglieder bekommen, die sich auf die Teilnahme an Wettbewerben vorbereiten. Und Rin ist wieder in Australien, wo ein exzentrischer Trainer und früherer Spitzensportler auf ihn aufmerksam wird. Der bereitet ihn auf die kommende Nationalmeisterschaft in Japan vor – wie auch Haruka nun einen eigenen Trainer gefunden hat, der sein Potential fördern will.
Bei den Qualifikationen zur Meisterschaft kann sich schließlich mit Haruka und seinen Freunden versöhnen. Als sie gegeneinander antreten, kann Ikuya neue Kraft und neue Freude am Schwimmen schöpfen. Zur Nationalmeisterschaft kommen dann auch Rin und die Schwimmklubs aus Iwatobi, die sich in der Jugendmeisterschaft messen, nach Tokio. So treffen sich alle Freunde wieder und lernen neue Freunde und Rivalen kennen. Rin kann sich für die Weltmeisterschaft qualifizieren, während Harukas erster Versuch fehlschlägt. Die Qualifikation für 100-m-Freistil am nächsten Tag, an der Haruka, Ikuya und Rin teilnehmen, steht noch aus.
