Sinopsis

Sejak kecil, Tomoki Sakurai selalu terbangun dengan air mata setelah mimpi tentang seorang malaikat. Teman masa kecilnya, Sohara Mitsuki, khawatir akan hal ini dan memutuskan untuk meminta bantuan Eishirou Sugata, seorang maniak langit yang eksentrik. Ia menyimpulkan bahwa mimpi Tomoki pasti terhubung dengan apa yang dikenal sebagai Dunia Baru, sebuah anomali melayang yang gagal dipahami oleh para ilmuwan. Merekrut anggota pertama Klub Penemuan Dunia Baru, Eishirou menjadwalkan waktu untuk bertemu agar dapat mengamati misteri di langit. Pada hari itu, kehidupan damai Tomoki berubah selamanya saat seorang gadis aneh jatuh dari langit dan mulai memanggilnya tuan. Sora no Otoshimono mengikuti aktivitas sehari-hari Klub Penemuan Dunia Baru saat mereka mulai belajar lebih banyak tentang Angeloid yang telah tiba di Bumi.