Tamaki Tsuru, một cô gái đến từ Nagasaki, bước vào trường trung học với niềm đam mê bóng chuyền. Tuy nhiên, câu thần chú ước nguyện của cô dường như không thể hiện rõ trong cuộc sống khuôn viên trường. Cô gặp khó khăn khi tìm kiếm một câu lạc bộ ngoại khóa để tham gia và tình cờ bắt gặp câu lạc bộ hàng không.
Tại đây, Tamaki trải qua một khởi đầu không suôn sẻ khi tham gia các buổi tập thử và phải dừng lại khi nhảy tàu lượn. Ban đầu, cô cảm thấy vỡ mộng với cuộc sống trong khuôn viên trường. Nhưng mọi thứ đã thay đổi khi Kuramochi, trưởng câu lạc bộ và cũng là một phi công lái tàu lượn, quyết định che chở và giúp đỡ cô.
Từ khoảnh khắc Kuramochi đưa Tamaki lên chuyến bay trên tàu lượn, cuộc sống của cô đã có một bước ngoặt. Cô trở nên bị giam cầm trước vẻ đẹp bao la của bầu trời và dường như tìm thấy niềm đam mê mới. Câu chuyện của Tamaki Tsuru trong Blue Thermal hứa hẹn sẽ là một hành trình đầy cảm xúc và bất ngờ.