一ノ瀬(藤原大祐)宛に「ずっとあなたのことが好きでした」という告白の手紙が届いた。差出人はもちろん不明。2年D組の中に自分以外にも一ノ瀬のことを好きな人がいると知り焦る美月(幸澤沙良)は、手紙に引用されていた「銀河鉄道の夜」を読んでみたり、幼なじみの健(駒木根葵汰)に相談してみたりとジタバタする日々を送っていた。 一方、立花(柄本時生)に呼び出されて以来、何かを思い詰めている様子の成田(櫻井海音)は、サッカー部の練習にも参加せずどこか上の空。そして自分の中のいら立ちを発散するかのように、物静かなクラスメイト・馬場(窪塚愛流)へのいじめをエスカレートさせていった。そんな中、成田にある手紙が届く…。
一ノ瀬(藤原大祐)宛に「ずっとあなたのことが好きでした」という告白の手紙が届いた。差出人はもちろん不明。2年D組の中に自分以外にも一ノ瀬のことを好きな人がいると知り焦る美月(幸澤沙良)は、手紙に引用されていた「銀河鉄道の夜」を読んでみたり、幼なじみの御手洗健(駒木根葵汰)に相談してみたりとジタバタする日々を送っていた。一方、立花(柄本時生)に呼び出されて以来、何かを思い詰めている様子の成田(櫻井海音)は、サッカーチームの練習にも参加せずどこか上の空。そして自分の中のいら立ちを発散するかのように、物静かなクラスメイト・馬場浩人(窪塚愛流)へのいじめをエスカレートさせていった。そんな中、水泳の授業で成田は馬場に賭けを提案するが…。
「手紙ゲーム」に差出人も宛名もない手紙が届いた。皆がざわつく中、開かれたその手紙には「死にたい」とだけ書かれてあった。立花(柄本時生)の問いかけにも応じず、差出人は分からないままだった…。一体誰が「死にたい」のか。美月(幸澤沙良)たちが不安を抱える中、2年D組は校外学習に行くことに。美月が班長を務めるB班のメンバーは成田(櫻井海音)、一ノ瀬(藤原大祐)、彩花(大嵩愛花)、ハナ(内海誠子)、マット(白間太陽)の6人。思いを寄せる成田と同じ班になって浮き足立つ彩花を見て、美月もまた、密かに一ノ瀬との恋の進展に期待を抱いていた。一方、別の班では美月の幼なじみの健(駒木根葵汰)が元カノの桃子(大平くるみ)と何やらいい感じで…。
4通の同じ内容の手紙によって、撮影会の被写体モデルをやっていたことがクラスの皆にバレてしまった桃子(大平くるみ)。周囲がざわつく中、ひかり(馬越友梨)たちは手紙を有滝日菜子(木村彩音)らが4人一緒に桃子に向け書いたことを批難するが、立花(柄本時生)の「でも、お前たちが普段ネットでやってることとなにが違う?」という言葉に、皆は黙ってしまう。ホームルームも終わり、一緒に帰ろうと桃子を誘った健(駒木根葵汰)。その帰り道、被写体モデルをやっていた時に起きたある出来事を思い出し、泣き出す桃子に健は「俺がそばにいるから」と慰める。だが次の日の朝、スマホで裏アカを開き、悪意あるコメントを見てしまった桃子は、再びある出来事を思い出してしまい保健室へ。そんな桃子に小畑(薄幸)は…。
夜の公園。成田(櫻井海音)にもう一度告白しようと思っている、と彩花(大嵩愛花)から聞かされた美月(幸澤沙良)は、成田から「今週末空いてる?」と誘われたことを伝えられないまま、彩花を応援すると言う。彩花と別れた後、美月が座ったまま放心状態でいると、一ノ瀬(藤原大祐)が現れる。そして美月に「用が無くても連絡していいか」と聞くと、一ノ瀬は去って行ってしまう。帰宅後、一ノ瀬からの連絡を、そわそわしながら待つ美月。やっと携帯が鳴り、急いで見る美月だが…。そして訪れた文化祭当日。美月たち2年D組の出し物「プラネタリウムカフェ」が大盛況のうちに無事終わり、美月が1人、教室でゴミをまとめていると、そこに成田が入ってきて…。
クリスマスパーティーが開かれ、ゲームやプレゼント交換を楽しむ美月(幸澤沙良)たち2年D組。パーティーが終わり、美月が店の外に出ると、一ノ瀬(藤原大祐)が待っていた。2人での帰り道、一ノ瀬は美月にあるものを渡し…。そして迎えた二学期の終業式。ホームルームで立花(柄本時生)が「手紙ゲーム」の終わりを告げる。そんな中、まだ手紙を出していないことを彩花(大嵩愛花)にこっそり打ち明ける美月だったが、立花は手紙が全員分揃ったから皆進級できると発言。そして皆が大喜びする中、ホームルームを終えると、立花は「後で国語準備室にきてくれ」と美月を呼び出す。そこで立花から手紙を出していないことを指摘された美月は、手紙を書かなかった代わりにと、あることを頼まれ…。