Cerita Extreme Hearts berada di titik waktu masa depan, ketika hobi Hyper Sports (yang menggunakan perlengkapan khusus dan alat power-up) menjadi sangat populer di kalangan anak-anak dan orang dewasa. Cerita ini berfokus pada Hiyori Hayama, seorang murid SMA kelas 2 yang pada awalnya tidak berkaitan dengan Hyper Sports. Namun, setelah mendapat kesempatan mencoba ini, Hiyori dan kawan-kawannya berubah menjadi lebih dekat dan mengejar impian atletik mereka.