0日当天所播出的第2季最后1话结尾时正式公佈本作全新剧场版的消息，于2019年1月4日上映，副标题为〈The School Idol Movie Over The Rainbow〉。泰国预计于2019年1月27日上映，台湾则于2019年4月4日上映，由群英社代理，中文翻译为《Love Live! Sunshine!! 学园偶像电影～彩虹彼端～》。香港及澳门则于2019年3月28日上映。