Sejak masuk sekolah menengah, Kyou Nukui belum pernah menghadiri satu kelas pun. Sebagai gantinya, ia menghabiskan hari-harinya terkunci di kamar tidurnya menggubah musik dan mempostingnya di internet disertai dengan gambar satu-satunya temannya, seorang seniman dengan nama samaran “Kiriyume.” Suatu hari, Kyou ragu-ragu mengunggah komposisi terbarunya, dan keberangkatan pertama dari gaya khasnya, TR03. Selain itu, ia tidak mengunggah di bawah pegangan biasa “HibikiP,” tetapi hanya dengan nama “aku,” dan tanpa gambar dari teman misteriusnya.
Tak lama setelah itu, Kyou menerima email yang sangat sopan, tidak hanya memuji musiknya tetapi juga entah bagaimana menyadari bahwa dia, pada kenyataannya, komposer di belakang TR03. E-mail itu juga meminta pertemuan di taman terdekat, yang dengan hati-hati dia putuskan untuk pergi. Namun, yang mengejutkannya, dia menemukan tiga gadis sekolah dasar di tempat pertemuan! Tiba-tiba, Jun Gotou, Nozomi Momijidani, dan Sora Kaneshiro meminta bantuannya untuk mengadakan konser di rumah mereka, sebuah gereja tua yang sekarang digunakan sebagai panti asuhan. Dan meskipun Kyou enggan pada awalnya, setelah melihat kemampuan musik mereka, dia akhirnya memutuskan untuk menerima proposal mereka.
Berdasarkan novel ringan dengan nama yang sama oleh Sagu Aoyama pemenang penghargaan, Tenshi no 3P! mengikuti Kyou saat ketiga malaikat ini mengubah hidupnya.
