物語は主人公・星空みゆきが夜空を見上げていると、宇宙人ララ、プルンス、フワに出会ったことから始まる。彼女は「星の宮殿」の存在を知る——かつて星座を守る十二人の星のプリンセスが宇宙のバランスを保っていた聖地だが、襲撃に遭っていた。ララは伝説のプリキュアを探しており、散らばった十二本の「プリンセススターカラーペン」を集めてプリンセスたちを復活させようとしていた。フワが敵に連れ去られた時、星空みゆきはフワを救いたいという強い願いを抱き、スターカラーペンダントとスターカラーペンが突然現れ、彼女はキュアスターへと変身した。これより、彼女はスターカラーペンを集めながら、フワを育てる旅に出る——フワこそが、プリンセスたちを復活させる鍵だったのだ。