ある夏、逢沢歩は離れて暮らす父と過ごすため、東京から二時間ほどの小さな町・田菜を訪れる。そこで出会う人々は一様に風変わりで、なれなれしく接してくる人ばかり。人見知りする歩は戸惑い、マウンテンバイクで町を彷徨ってばかりいた。そんなとき、歩は川原で一人楽しそうに遊ぶ小さな男の子・わっくんと出会う。そして信じられない光景を目にする事になる…。

突然蘇った記憶の断片…。歩は幼い頃、謎の光・どっしると出会っていた。失われた過去を取り戻すため、歩は不思議な少女・深山美玖に手がかりを聞き出そうと思い立つが、なりゆきで伝説の猫・オカカ婆を探す阪倉亮介と行動をともにする事になってしまう。そして、二人は夕日を眺める美玖とオカカ婆を発見して…。

田菜に地元ローカル局の名物アナウンサー・須河原晶がやってきた。“別荘地の幽霊騒ぎ”という暇つぶしネタを追ってやってきたのだが、偶然出会った歩が頑なに「何も見ていない」と言い張るのを見て何かを感じる。さらに同行した堂丸ディレクターが偶然撮った猫の写真には不思議な“あるもの”が写っていた。晶は田菜の不思議な現象について調べようと決心する。

「世界の被膜が薄くなると、色々な事が起こる」田菜の異変に動物たちは敏感に反応していた。歩は美玖の姉・美紀から妹をそっとしておいてほしいと言われる。美玖は二年前神隠しに遭い森で発見されて以来、見えないものが見えたりするようになったのだという。そして歩は謎の男の子・わっくんを捜しに、一人で啼沢川の上流へと向かう。

約束通りにわっくんと遊んでいた歩は、次の日もまた遊ぶ事を約束する。だが、大雨で行く事ができなかったため、一日置いて啼沢川上流に行った歩だったが、わっくんはそこにいなかった。何か大切なものを失ってしまったのではないか？ 歩の中で不安と安堵が交錯する。たまらなくなり、歩はこの事を美玖に相談しに行き…。

母親から送られてきた写真には、ポンチョにゴム長靴でわっくんと同じ格好をしている幼い頃の自分が写っていた。なぜ、わっくんは幼い頃の自分と同じ格好をしているのか？ 歩は事実に戸惑う。そんなとき、母親から電話がかかってくる。しばらく他愛もない話をしていると突然、携帯が圏外になってしまう。携帯を振ったり、向きを変えてみたりするが圏外のまま。歩は不思議な空気を感じていた。同じ頃、田菜では異変が拡大していた。

拓馬の家へ酒屋の配達に行った美紀は、拓馬に強引に散歩に誘われる。その頃、歩は潮音に捕まっていた。潮音は連絡をくれない歩に拗ねてみせるが、歩には、潮音のなれなれしさがわずらわしかった。そんな歩の態度も気にせず、潮音は飼い犬のタルトの瞳に映った不思議な光の話をする。歩が興味をひかれたとき、歩と潮音、美紀と拓馬はばったり鉢合わせをしてしまう。

わっくんとの一回目の約束、猫おどりにまつわる民話、田菜の歴史、そして、頭屋の森。歩は気になる事だらけだった。コンビニで働く麻子に、頭屋の森と猫おどりの関係について質問する。猫おどりの歴史が意外と浅い事を知らされ、歩は少し意外に思った。すると突然、歩は自分の身に何かを感じる。周りを見回すと、視線の先の空間が一瞬、陽炎のように揺らいでいた。

田菜は猫おどりを目前にして盛り上がっていた。須河原晶は設営中の猫おどりステージを見つめつつ、準備をしていた麻子に何気なく田菜の異変について取材したりしていた。その頃、買い物途中の歩を美紀が猫おどりに誘う。「せっかくお祭のときに田菜にきたんだから」と伝えるだけ伝えて、断る間もなく美紀は行ってしまう。美紀の誘いに戸惑う歩。帰宅した早々、今度は潮音からも猫おどりに誘われる。

猫おどりの日の早朝…イベント会場をふらふらしていた亮介は、屋台のおばさん・笑子に捕まり、金魚すくいのバイトをする羽目になる。美紀は徹夜で猫おどり用の衣装を仕上げ、美玖は熱を出してしまった。麻子はかき入れどきを逃すまいと、平五郎に協力してもらい、コンビニの店先に売り物を並べている。普段と違う、忙しない田菜の祭の一日。歩は美紀に電話し「行けたら一緒にお祭回ってみたい」と告げる。

歩はわっくんとの一回目の約束を思い出す。―幼い頃、頭屋の森で遊んでいた歩とわっくんは次の日も遊ぶ約束をするが、結果的に歩が遊ぶ約束を破ってしまったのだった。「待ってたし」―歩はようやく、わっくんの言葉の意味を理解した。猫おどりが始まり、盛り上がるイベント会場。祭を楽しむ歩とわっくんだったが、祭が最高潮に達したとき、会場を異変が襲った。

小学校の裏山が土砂崩れを起こし、猫おどりの会場を襲う。会場にいた人々は、猫と不思議な光の大群を追いかけて、会場を離れていたために助かるが、目の前で起こった事に呆然とする。晶は「光と猫が危険を知らせたって事？ あれを追いかけてなければ私たちは…」と事の恐ろしさを実感する。会場の近くにいた歩たちも、間一髪で辛うじて助かる。放心状態の美紀、腰を抜かす美佳、高熱でボーっとしている美玖。だが、歩とわっくんだけは目の前で起こった事に冷静だった。

田菜でのマテリアルフェアリーの群舞は、異変の前兆に過ぎなかった。あの不思議な夏から二年―。その冬、横浜みなとみらい周辺では異変と呼応するように、不思議な光が目撃されるようになっていた。谷川希紗は横浜在住の女子高生。しかし学校にもほとんど行かず、プチ家出を繰り返す毎日だった。ある夜、希紗がいつものように街を彷徨っていると、ゴミ捨て場の一角に不思議な光を発見する。希紗は、見た事もない物体に興味を持ち、自宅へと持ち帰る。そして、その不思議な物体をブンちゃんと名づけた。

大和理絵子は、昨夜見た不思議な光の事を、バイト先の洋食屋の店主で、理絵子の祖母代わりでもある土岐宮はなに語った。はなに「目に見えるものがすべてではない。」と言われるが、理絵子は理解できずに首をかしげるのだった。その頃、ブンちゃんをどうしたらいいか迷った希紗は、同級生の小早川成基に相談を持ちかける。成基は将棋のプロ棋士を目指していて、希紗にとって数少ない相談相手だった。希紗はこっそりと成基にブンちゃんを見せるが、その現場を同級生の真壁正樹に目撃されてしまう。

理絵子は学校から帰宅すると、机の上に無造作に置いてある本を手にする。「妖精たちの夏〜マテリアルフェアリー〜」著者は須河原晶。それは、はなの家に間借りするお客さんが自分の作品だと言って置いて行ったものだった。理絵子が何気なくその本を読んでいると、そこには自分が見た不思議な光の現象に似た内容が記されていた。その頃、希紗はすっかり元気になったブンちゃんをぼんやりと見ていた。すると正樹から「会って話したい事がある」という文面のメールが届く。

横浜の実家にいる逢沢歩に、田菜で暮らす深山美紀から電話がかかってくる。二年前のあの夏、歩が田菜から帰った後も、二人は連絡を取り合っていた。美紀は姉の美佳が横浜で須河原晶に偶然出会った事、晶が横浜で頻繁に起こっている不思議な現象を追いかけて横浜に取材にきている事を、歩に話す。歩は晶の行動についても横浜で頻繁に起こる不思議な現象も、正直よく分からない。だが、自分にとって田菜での出来事は終わった事ではないのではないか、と気にはなっていた。そのとき、家の外から大きな物音がした。何かの気配を感じた歩は、外の様子を見に行くが…。

須河原晶は観覧車から横浜の風景をビデオカメラに撮っていた。横浜で起こる数々の異変が二年前の田菜の夏と同じであり、条件が揃えば二年前の猫まつりの再現もありうる、と考えながら…。すると、突然の衝撃とともに晶の乗っていたゴンドラが大きく揺れる。観覧車は停止し、晶は中に閉じ込められてしまう。その頃、公園のベンチに座っていた希紗は成基に声をかけられた。希紗は、プロ棋士を目指す成基の厳しい状況を打ち明けられても、相変わらず言葉が見つからず、困ったように微笑む事しかできなかった。しかし成基は希紗のそんな反応を「前と変わった」と感じる。

突然現れ、また、何の前触れもなく、歩の前から姿を消したオカカ婆。歩はオカカ婆の行方を捜していた。歩が桜木町のガード下を通りかかると、リュックサックを覗き見て、微笑んでいる希紗がいた。周りの人たちは、希紗に気づかないが、歩には希紗のリュックから漏れる光が見えた。歩は「きみも信じる？」と希紗に話しかける。希紗は見知らぬ人に突然話しかけられた事に驚くが、歩はそんな事お構いなしに「僕は信じる、だって見ちゃったから…」と話し続けた。

希紗は自己嫌悪に陥っていた。自分が安易に歩と接触した事が原因で、ブンちゃんを失ってしまった。その事に対する後悔と苛立ちから、携帯電話の呼び出し音が鳴っても、出ずに携帯電話を壊してしまう。その頃、藤堂麻子は壁画を眺めていた。桜木町ガード下にはストリートアートと呼ばれる壁画が1kmにも渡り描かれていて、テレビ局が取材にくるくらい、この壁画は街の名所になっていた。麻子は近くを通りかかった警察官に「この絵を描いた人を捜せるでしょうか？」と聞く。だが、答えは「難しい」との事だった。麻子は若い頃に通っていた「ときみや」を訪ね、田菜から横浜にきた理由をはなに話す。

須河原晶は、ブンちゃんが破壊された原因を調べるため、歩に会って話を聞く。晶は歩が希紗と出会い、事の顛末に至るまでの経緯を聞き出すが、いまいち要領を得ない。考え込む晶は「きみのどっしるとしっしんを見せてくれないかな？」と歩に頼む。だが、歩には晶の考えが安易に思え、失望し断る。晶は「当事者である自分たちにはやるべき事がある」と主張するが、歩は晶ほど客観的になれず、希紗のブンちゃんを壊してしまった事に負い目を感じていた。

バイト先のときみやに行く理絵子。少し早めに着いたので、ときみやに下宿している晶に、成基と希紗の事を聞く。しかし晶に「友達なら自分で連絡すればいいんじゃない？」と言われ、言葉に詰まってしまう。そこに成基がやってくる。だが、その場の雰囲気に耐え切れず、成基は店を出て行ってしまう。しかし晶は、ブンちゃんについての話を聞こうと成基の後を追いかけて行く。成基と晶のいなくなった店内で、理絵子は困惑していた。そして混乱した自分の気持ちを、はなに打ち明けようとする。

突然、光り出した魚のオブジェ。希紗はどうすれはいいのか分からず、オブジェを抱えて毛布にくるまっていた。その頃、理絵子は羽鳥に会うために公園に向かっていた。周りに合わせて、気を使って生きてきた自分を、成基や希紗、学校の友達は誰一人として理解してくれない。だから、バカらしくなり、自分の気持ちに素直に生きて行こうと決める。そう思うと心なしか晴れやかな気持ちになれた。理絵子は羽鳥と一緒に、道行く人々を眺めていた。そして、目撃した不思議な光の事を話し始めるのだった。

みなとみらい上空に、突然現れた謎の巨大物体。避難勧告が出され、逃げまとう人々の車で、道路は大渋滞を起こす。街はパニック状態になった。マスコミは、謎の巨大物体について必死に報道する。それは直径約5km、中心部には核であろうボール状のものが確認できるが、その正体は機械なのか、それ以外のものなのかは誰にも判断がつかない。ただ、これはCGでも映画でもなく、現実なのだ。テレビでは緊急特別番組が放送されていた。各界の識者が、UFO、宇宙人、プラズマなど、色々な仮説を唱える。そこには須河原晶の姿もあった。晶は他の意見を否定し、二年前の田菜での出来事とマテリアルフェアリーについて、カメラに向かって話し始めた。

突然、希紗の前に現れた白い物体。それはブンちゃんの生まれ変わりなのか？ 希紗は、何となく「みなとみらい上空の巨大物体の方がブンちゃんっぽい」と思っていた。希紗は成基に相談するため、戸惑いながらも白い物体を連れ、数日ぶりに家を出た。しかし、成基の返事はいまいち要領を得なかった。希紗は「巨大物体の下まで行けば何か分かるかもしれない」と、みなとみらいに向かって歩き始めた。成基は、希紗の事を心配し、理絵子に電話をする。

みなとみらいで待っていた歩に、希紗は自分の前に突然現れた白い物体・ポーちゃんを見せた。そこに、どっしるたちに連れられ、成基も現れた。邂逅する三体のマテリアルフェアリー。そのじゃれあう姿に、希紗たち少年少女の心も和む。ところが、そんな彼らの前にマテリアルイーブルが現れて…。