Kamu bisa jelasin ke aku soal Angel Beats!?

'Angel Beats!'' mengambil latar di sebuah SMA yang bertindak sebagai tempat untuk menghilangkan penyesalan mereka, di mana para siswanya belajar untuk menghilangkan sisa-sisa beban atau penyesalan dari kehidupan sebelumnya, sebelum melanjutkan ke kehidupan setelah kematian atau reinkarnasi. Luka dan kematian tidak ada di tempat ini, walaupun orang-orang di sekolah ''afterlife'' ini masih bisa merasakan sakit atau hal lain seperti yang mereka lakukan semasa hidup, mereka juga dapat mati, namun kemudian akan tersadar kembali beberapa saat tanpa luka. Cerita ini mengisahkan tokoh utama yakni Otonashi, seorang anak yang mengalami [[amnesia]] mengenai kehidupan masa lalunya setelah mngalami kematian. Setelah kebangkitannya di akhirat ini, ia bertemu dengan seorang gadis bernama Yuri yang mengajaknya untuk bergabung dengan {{nihongo|Afterlife Battlefront|死んだ世界戦線|Shinda Sekai Sensen (SSS)}}. Sebuah organisasi yang ia dirikan untuk berperang melawan Tuhan sebagai protes atas kejamnya nasib para anggota SSS dalam kehidupan mereka sebelumnya. Dalam SSS, terdapat grup band yang beranggotakan empat gadis, dengan nama ''Girls Dead Monster'' yang bertindak sebagi pengalih perhatian saat dilakukannya misi. Terdapat pula sebuah organisasi yang disebut ''Guild'' yang memasok senjata dan perlengkapan untuk SSS. Musuh mereka satu-satunya di dunia ini adalah ketua OSIS, {{Nihongo|Angel|天使|Tenshi|}}, siswi dengan kekuatan supernatural yang bertempur melawan SSS. Yuri berpendapat bahwa orang yang mengikuti perintah dari Angel dan berperilaku seperti siswa normal di sekolah pada akhirnya akan menghilang dan bereinkarnasi.

Karakter pertama yang dapat memenuhi keinginannya dan menghilang adalah Iwasawa, pemimpin ''Girls Dead Monster''. Angel, yang memiliki nama asli Kanade Tachibana, kehilangan posisinya sebagai ketua OSIS dan wakilnya Naoi yang selanjutnya diangkat menjadi ketua OSIS. Naoi menggunakan kekuatan [[hipnotis]] untuk mengendalikan ''NPC'' agar melawan SSS, tetapi Otonashi berhasil menghentikannya setelah ia mengakui keberadaan Naoi, yang kemudia bergabung dengan SSS. Otonashi mendapatkan kembali sebagian ingatannya yang hilang berkat bantuan hipnotis. Otonashi berteman dengan Kanade dan mengajaknya untuk ikut dalam aktivitas SSS. Setelah Otonashi mengingat kembali detail kehidupan dan kematiannya, ia mulai bekerja sama dengan Kanade untuk membantu anggota SSS yang lain agar berhasil menghilangkan penyesalan sebelum bereinkarnasi. Kanade kembali menjadi ketua OSIS sesuai dengan rencana Otonashi. Yui, gadis yang menggantikan Iwasawa, menjadi karakter kedua yang dapat memenuhi keinginannya dan menghilang.

Saat monster bayangan misterius mulai menyerang SSS, Takamatsu diserang dan muncul kembali sebagai sebuah NPC. Otonashi memberikan alasan atas tindakannya dan angota SSS lainnya setuju untuk menghilang dan melanjutkan ke kehidupan selanjutnya dibandingkan menjadi korban monster bayangan tersebut lalu menjadi NPC. Yuri menghancurkan komputer yang bertanggung jawab terhadap munculnya moster bayangan. Orang-orang yang masih tersisa, yaitu Otonashi, Yuri, Kanade, Hinata dan Naoi melakukan "upacara kelulusan" dimana mereka saling berterima kasih atas bantuannya selama ini. Setelah Naoi, Yuri dan Hinata menghilangkan, Otonashi mengetahui bahwa penyesalan Kanade miliki dalam kehidupannya adalah tidak dapat berterima kasih kepada Otonashi setelah menerima donor jantung darinya. Otonashi patah hati setelah Kanade berterima kasih padanya dan menghilang, karena ia jatuh cinta ada Kanade. Dalam epilog, terlihat dua orang dengan penampilan menyerupai Otonashi dan Kanade bertemu di kehidupan nyata. Sementara dalam sebuah epilog alternatif, terlihat Otonashi tetap tinggal di ''afterlife'' untuk membantu orang-orang agar dapat menghilangkan penyesalan yang mereka miliki.