Shirobako – Di SMA, lima sahabat—Aoi Miyamori, Ema Yasuhara, Shizuka Sakaki, Misa Toudou, dan Midori Imai—bersatu dalam klub animasi untuk membuat film pendek pertama mereka. Setelah lulus, mereka berjanji akan bekerja di industri anime dan suatu hari mewujudkan impian mereka untuk membuat anime bersama.
Beberapa tahun kemudian, Aoi bekerja sebagai asisten produksi di studio anime Musashino Animation. Ia harus mengelola jadwal ketat, mengkoordinasikan berbagai departemen, dan menyelesaikan masalah yang muncul selama proses produksi anime. Rekan-rekannya juga berjuang dengan tantangan masing-masing: Ema menjadi animator yang mencoba meningkatkan keahliannya, Shizuka berjuang menjadi pengisi suara profesional, Misa bekerja di perusahaan CGI yang kurang sesuai dengan minatnya, dan Midori bercita-cita menjadi penulis skenario.
Melalui interaksi dengan kolega, mentor, dan klien, Aoi dan teman-temannya mulai memahami kerasnya industri anime, termasuk tekanan tenggat waktu, ekspektasi penonton, dan konflik antar tim. Meski begitu, mereka menemukan kebahagiaan dalam menciptakan sesuatu yang dapat dinikmati banyak orang.