27岁的上班族河地大吉（松山健一 饰）赶回家乡参加外公的葬礼，意外见到了外公的私生女——美丽而可怜的鹿贺凛（芦田爱菜 饰）。凛自然无法得到鹿贺家族的认可，却引起了大吉的关注与同情。最终，大吉将这个年仅6岁、尚在尿床的小阿姨带回东京独自抚养。
三人回忆起小学时光，约定到曾经的游泳馆去。在废弃的游泳馆里，他们居然遇到了归国的松冈凛（宫野真守 配音）。意料之外的是，昔日战友凛性情大变，还对遥发起挑战，结果遥输给了他。 遥、真琴和渚决定成立游泳部，经过多番努力后，终于招募到了新成员龙崎怜（平川大辅 配音），他们以县大赛冠军为目标，进行紧张的集训。另一方面，凛所在的鲛柄学院游泳部也在为大赛作准备。他们约定，要在赛场上决一高下。充满激情和活力的游泳部，在这个夏天，开始了关于友情与青春的Free!故事。
