三人回忆起小学时光,约定到曾经的游泳馆去。在废弃的游泳馆里,他们居然遇到了归国的松冈凛(宫野真守 配音)。意料之外的是,昔日战友凛性情大变,还对遥发起挑战,结果遥输给了他。 遥、真琴和渚决定成立游泳部,经过多番努力后,终于招募到了新成员龙崎怜(平川大辅 配音),他们以县大赛冠军为目标,进行紧张的集训。另一方面,凛所在的鲛柄学院游泳部也在为大赛作准备。他们约定,要在赛场上决一高下。充满激情和活力的游泳部,在这个夏天,开始了关于友情与青春的Free!故事。
得知她是人工智能的里美、还有里美的青梅竹马兼机械爱好者东马、人气第一的帅哥小豪,意志坚强的女孩绫、柔道部成员桑达一行人,被诗音折腾着的同时,也被她执著的样子和歌声感动。诗音为了里美做出的某个行动,竟把她们卷入了大混乱中。稍显笨拙的人工智能和她的同学们交织成,充满温情和乐趣的电影。