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Free! nous entraîne dans la vie de quatre lycéens passionnés de natation et se connaissant depuis l'école primaire.

Tatsuya Yoigoshi était un joueur de football star connu sous le nom de "Yoigoshi l'imparable", mais lorsqu'il est entré au lycée, il a cessé toute activité sportive. À présent, il a pourtant été invité à rejoindre une drôle de discipline. Dans ce sport par équipe qui s’apparente à un mélange de course et de sport de combat, il faut empêcher l’adversaire d’envahir son terrain. Cette pratique s’appelle… Kabaddi !

Shôyô Hinata, surnommé Shô, aime plus que tout jouer au volley-ball et ce, malgré sa petite taille. Malheureusement, suite à une sévère défaite, son club de collège a été dissous, tous les membres étant partis. Mais Shô est bien décidé à jouer de nouveau et choisit son futur lycée en fonction de son ambition. Il intègre donc le lycée Karasuno, où a joué son idole, le Petit Géant, tout en espérant faire aussi bien que lui.

Le lycée Kitauji avait un club de musique de haut niveau, mais il est tombé en désuétude quand son responsable est parti. En attendant, avec ses camarades de classe Hazuki et Sapphire, Kumiko Ômae vient observer un club de fanfare. Kumiko joue de l'euphonium et elle se laisserait bien entraîner dans cette aventure, mais quand elle croise Reina, une ancienne camarade de classe, elle hésite. Un incident avec Reina, durant un concours de musique, est resté gravé dans ses souvenirs…

Entraîneur du club de badminton du lycée de Kitakomachi, Kentarô Tachibana est inquiet : son équipe compte si peu de membres qu'elle ne peut même pas participer à des compétitions. Il tombe pourtant sur Ayano Hanesaki, une lycéenne qui grimpe aux arbres avec une étonnante agilité. Il tente alors de la convaincre de rejoindre son club, mais Ayano déteste le badminton…

Le lycée Nijigasaki prône la diversité et ses étudiants sont particulièrement libres. Yu Takasaki s'est prise d'une passion pour les idols lycéennes et décide donc de se rendre au club y étant dédié avec son amie Ayumu Uehara.

Miyako Hoshino est une étudiante timide et otaku. Un jour, son cœur s'emballe lorsqu'elle croise la route d'une bande d'écolières aux visages d'anges ! Elle essaie de leur parler, mais ne trouve pas les mots. Lorsqu'elle découvre un peu plus tard qu'elles sont dans la classe de sa petite sœur, elle va tout faire pour s'entendre avec l'une d'entre elles, Hana, qu'elle trouve vraiment trop mignonne…

Après avoir battu les champions en titre de Hakone, le club de cyclisme de Sôhoku se réorganise. Certains membres en terminale se retirent tandis que les seconde Sakamichi, Shunsuke et Shôkichi préparent une nouvelle équipe avec leur nouveau capitaine. Mais les membres de Hakone sont bien décidés à prendre leur revanche en recrutant également de nouveaux équipiers. D’autres rivaux redoutables les attendent pour cette nouvelle année de compétitions interlycées.