La storia di Extreme Hearts è ambientata in un futuro prossimo, quando l'hobby degli "Hyper Sports" (che vengono potenziati con attrezzature speciali e oggetti potenziati) è diventato popolare tra bambini e adulti. La storia è incentrata su Hiyori Hayama, una studentessa del secondo anno di liceo che inizialmente non ha alcun legame con "Hyper Sports", ma dopo un incontro casuale le cose iniziano a cambiare man mano che Hiyori e i suoi amici si avvicinano e perseguono i loro sogni atletici.