差出人は、誰ですか？

都立荒川西高校２年D組の桑鶴美月（幸澤沙良）は、人と本音で向き合うことが苦手な「ことなかれ主義」の高校生。夏休み明け、担任の立花純太（柄本時生）から突然「二学期中に一人最低一通、クラスの誰かに向けて手紙を書け」と“手紙ゲーム”の始まりを告げられる。内容は自由。告白や悩み、面と向かって言えないこと、何を書いてもいいから本音を書けという。普通の手紙と違うところはただ一つ。「差出人は書かなくていい」ということだけ。

そして美月が、密かに思いを寄せる一ノ瀬斗也（藤原大祐）に告白の手紙を書こうかと考えていた矢先、美月宛に思いもよらぬ衝撃の内容の手紙が届いて…。

一ノ瀬（藤原大祐）宛に「ずっとあなたのことが好きでした」という告白の手紙が届いた。差出人はもちろん不明。２年D組の中に自分以外にも一ノ瀬のことを好きな人がいると知り焦る美月（幸澤沙良）は、手紙に引用されていた「銀河鉄道の夜」を読んでみたり、幼なじみの健（駒木根葵汰）に相談してみたりとジタバタする日々を送っていた。

一方、立花（柄本時生）に呼び出されて以来、何かを思い詰めている様子の成田（櫻井海音）は、サッカー部の練習にも参加せずどこか上の空。そして自分の中のいら立ちを発散するかのように、物静かなクラスメイト・馬場（窪塚愛流）へのいじめをエスカレートさせていった。そんな中、成田にある手紙が届く…。

「手紙ゲーム」に差出人も宛名もない手紙が届いた。皆がざわつく中、開かれたその手紙には「死にたい」とだけ書かれてあった。立花（柄本時生）の問いかけにも応じず、差出人は分からないままだった。

一体誰が「死にたい」のか。美月（幸澤沙良）たちが不安を抱える中、2年D組は校外学習に行くことに。美月が班長を務めるB班のメンバーは、成田（櫻井海音）、一ノ瀬（藤原大祐）、彩花（大嵩愛花）、ハナ（内海誠子）、マット（白間太陽）の6人。思いを寄せる成田と同じ班になって浮き足立つ彩花を見て、美月もまた、密かに一ノ瀬との恋の進展に期待を抱いていた。

一方別の班では、美月の幼なじみの健（駒木根葵汰）が元カノの桃子（大平くるみ）と何やらいい感じで…。

ひかり（馬越友梨）宛に「お父さんから暴力を受けているのでは？」と告発する手紙が届いた。ひかりが思いを寄せる成田（櫻井海音）も心配するが、黙り込んでしまうひかり。
カップルインスタグラマーとして活動中の祐太郎（三浦獠太）とハナ（内海誠子）は、ひかりのDV疑惑をいじるような動画を投稿。他にもひかりのことをネタにするクラスメイトが現れて…。

そんな中、美月（幸澤沙良）はひかり宛の手紙の差出人を知ってしまい…。

成田（櫻井海音）宛に「あなたのことが心配です」と書かれた手紙が届いた。

手紙には成田の父の会社が倒産したことと、さらに他に何か書かれているようだったが、成田はそれを聞くのを拒絶する。誠二（野村康太）を始め、これまで成田を取り巻いていたクラスメイトたちが成田と距離を置き始める中、普段通りに接しようと決める美月（幸澤沙良）。そんな中、成田と幼なじみの馬場（窪塚愛流）は何かを隠している様子で…。

一方、思わぬ妊娠が発覚したハナ（内海誠子）は、子供の父親である祐太郎（三浦獠太）がきちんと向き合ってくれないことに不安を募らせていた。

そしてそんなある日、立花（柄本時生）は自身が「手紙ゲーム」を始めようと思ったきっかけを２年D組の生徒たちに語り始める。

父親の会社の倒産を機にクラスのグループから孤立してしまった成田（櫻井海音）を心配する美月（幸澤沙良）は、成田に中学の時に起こったある出来事を打ち明ける。

そんな中、祐太郎（三浦獠太）宛にハナ（内海誠子）から「あなたの子供を妊娠しました」という手紙が届いた。ハナの決死の告白にざわつくクラスメイト。祐太郎は大きく動揺し…。

一方、成田に話したいことがある様子の馬場（窪塚愛流）。しかし成田は馬場と向き合うのを拒んでいて…。

成田（櫻井海音）から「美月（幸澤沙良）のことが好き」だと打ち明けられ、動揺する一ノ瀬（藤原大祐）。

その頃、成田からデートの誘いを受けた美月もまた、成田のことが大好きな親友の彩花（大嵩愛花）の気持ちを思って悶々とする日々を過ごしていた。

そして、「手紙ゲーム」に新たに4通もの手紙が届く。しかも4通ともすべて全く同じ内容で、クラスの真面目な優等生・桃子（大平くるみ）に宛てた手紙だった…。

桃子（大平くるみ）は、健（駒木根葵汰）とのこれまでの日々を思い出していた。男性不信の自分が唯一心を許せたのが健だったこと、自分から告白して付き合ったこと、そして健に「好きな人ができた」と言われてフラれたこと…。

その頃、彩花（‎大嵩愛花）に避けられているような気がして悩む美月（幸澤沙良）。成田（櫻井海音）から壁ドンされてあわやキスをされそうになったことを彩花に見られて、誤解されてしまったのかも…と、美月は不安を募らせていた。

一方、一ノ瀬（藤原大祐）は美月のことを思いながらも、なかなか気持ちを伝えられずにいた。

そんな中、文化祭のアフターパーティーで盛り上がる一同のもとに、祐太郎（三浦獠太）宛てに新たな「手紙」が届き…。

美月（幸澤沙良）と思いが通じ合ったかと思われた矢先、文化祭のアフターパーティーからただならぬ様子で帰ってしまった一ノ瀬（藤原大祐）。皆が心配する中、一週間経ってやっと登校してきた一ノ瀬だったが、クラスメートにも冷たく当たり、一人心を閉ざしてしまっているようで…。一ノ瀬の突然の変化に戸惑いを隠せない美月。

そんな中、成田（櫻井海音）から告白され、彩花（大嵩愛花）に対して後ろめたい思いを抱えていた美月は、彩花ときちんと向き合うことに。
そして迎えた二学期の終業式。美月が未だ手紙を出せないでいる中、「手紙ゲーム」にある展開が訪れる。

クラスでただ一人、手紙を書かなかった代わりにと、立花（柄本時生）から「2年D組」宛の手紙を預かった美月（幸澤沙良）。「時期が来たら読んでくれ」という立花の言葉が気にかかる美月だったが、その言葉の意味がわからないまま年が暮れ、お正月が訪れる。一ノ瀬（藤原大祐）との初詣に心躍らせ、楽しい冬休みを過ごす美月。
そしていよいよ明日から三学期という時、美月宛に一本の電話がかかってきて——

立花が突然始めた「手紙ゲーム」によって、クラスメイトの知られざる悩みや想いを知り、本音でぶつかり励まし合ううちに少しずつ絆が深まっていった2年D組の生徒たち。

果たして、立花はなぜ「手紙ゲーム」を始めたのか…。
今を生きる生徒たちに、立花が伝えたかった想いとは…。