Himari Takakura morre de repente durante um passeio ao aquário, mas um espírito alojado em um chapéu de pinguim a traz de volta com uma condição: seus irmãos Kanba e Shouma precisam encontrar o Penguindrum. Três pinguins que só eles conseguem ver acompanham a dupla atrás de um objeto que ninguém quer descrever. Pelo caminho, os irmãos se envolvem com Ringo Oginome, uma colega de classe obcecada por um diário que ela acredita poder mudar o destino.