下田市に住む逢沢夏海、水越紗季、花木優香、環凛子の中学生4人は親友同士。小学生の時からいつも4人一緒に時を過ごしていた。

そんな4人が中学2年生の夏休みを迎える直前のこと。夏海は部活に顔を出さない紗季に対して不満を抱き、そのいざこざから絶交を宣言するほどの大喧嘩に発展してしまう。さらにその後、紗季が転校することを突然知り、仲違いはさらに深刻となっていく。

そんな中、優香と凛子は2人を仲直りさせようと計画し、強引な手段で2人を思い出の場所である『御石様』に呼び出した。幼少期と同じように御石様に願掛けをする4人だったが、すると4人の願いどおり、本当に身体が宙に浮き、空を飛んでしまった。その後も御石様は願いを聞き届け、4人に不可思議な奇跡を起こすようになる。

夏海と紗季の間の雰囲気が険悪な中、優香と凛子は2人をくっつけようと御石様に願う。その結果2人の体はくっついてしまう。そして願いをかけた2人を追いかけようと町を2人で走り回った結果、2人は仲を取り戻すことができた。

しかし、夏海たちが空を飛んだ様子を夏海の弟、大樹の友達の祐介が目撃して大樹に話したが、奇跡を隠したい夏海は空を飛んだことを否定したので祐介と大樹はけんかしてしまう。それを収めるため、紗季は、もう一度空を飛んで見せることで自分が魔女であり、4人を飛ばせていると考える。しかし御石様はその願いを聞き届けてはくれなかった。4人が2人に謝りに行くと、2人は仲直りした。

旅館の娘の優香は、酒屋の息子の佐野貴史に憧れているが、貴史は紗季に恋心を抱いていることに気づく。そこで優香は御石様に紗希になりたいとお願いしたところ、優香は紗季の姿になってしまう。さらにこれを止めようとした夏海と凛子が入れ替わってしまう。優香は貴史とのデートを楽しむが、全てが終わった後で全員が元に戻った。

凛子はCDショップの帰り道、雨に降られ風邪を引く。優香がお見舞いに来るが、今度は優香が風邪を引いてしまう。夏海たちは3人で遊ぶが、物足りなさを感じる。そこで、凛子は4人が仲良くなったきっかけを思い出す。

夏海は紗季との最後の試合を迎え練習に励むが、母親の出張のため家事もすることになり、宿題の誘いを受けられないほど忙しくなる。そこで3人は、夏海が2人いればいいと考え、御石様にお願いをかける。その結果家事をする夏海とテニスをする夏海で分業することになったが、試合当日、前日の夜紗季から全体を見て試合をしていると話を聞いた家事をする夏海は寝坊し、前日に強めのショットを練習していた夏海が試合に出た。その結果、試合の序盤は劣勢となる。しかし苦しい試合を見かねて紗季から話を聞いていた夏海が声を上げたことで体は1つに戻った。

のど自慢大会を控えた4人だが、優香がDVDばかり見て練習していなかったことに夏海が腹を立て、さらに優香が御石様の力を使って優勝しようと言い出したので2人はけんかしてしまう。そんな中、雨が降り出した。のど自慢大会は雨天中止なので、これでは開催できない。考えた末に4人は御石様に雨をやませようと願う。その後、無事に開催されたのど自慢大会で4人は優勝した。

4人は思い出作りために紗季が引っ越す場所へ旅行しようと考える。紗季は東京に引っ越すといったが、それは本土ではなく島のほうだった。4人は竹芝桟橋から船に乗り、紗季の引っ越す予定の島に向かう。そこで優香がおぼれかかり、通りがかりの子供に助けられる。その子が宿泊する旅館の娘、小春であった。4人は旅館で、紗季がいなくなれば小春とのわだかまりを解消できるかもしれないと考え、その願いが御石様に通じてしまい、紗季は透明人間になってしまう。4人は小春の双子の姉の千春に島を案内してもらう。最後に訪れた、紗季の父が働く予定の医院で4人は小春と出会う。その後転校予定の中学校で、紗季は島の人の思いに気づき、気持ちに整理をつけたため元に戻ることができた。

4人は台風の時にあったことを思い出そうと御石様に願いをかける。すると4年前の4人が現れる。10歳の4人は、「ゆうれいホテル」に探検にいこうと廃墟となったホテルに向かう。そこで、10歳の4人は14歳の4人と遭遇し、10歳の4人が14歳の4人を幽霊だと勘違いする。その後台風が接近し、10歳の4人は海岸線を歩いて帰ろうとするが、波に飲まれかける。そこを14歳の4人が助ける。そのことを理解したので、10歳の4人は4年前に戻された。

夏休みも終わりが近づいた8月26日、4人はオーディションを受けに東京に向かう。しかし優香が失敗し、これで終わりにしたくないと願う。その後旅館で夏海は熱を出す。しかし朝起きると、下田の自宅にいた。その後オーディションに再挑戦するも、またもや失敗する。そして目が覚めるとまた8月26日だった。その後8月26日がいつまでも繰り返されることを知った4人は、オーディションだけでなく様々なところで遊ぶ。しかし、凛子は終わらないことは思い出に残らないと考えるようになり、「キセキとさよなら」しなければならないと提案する。4人はそれを承諾し、御石様に「もう奇跡に頼らない」と願いをかけることで8月26日を終わらせた。

BD、初回限定盤と通常盤のDVDの3仕様で発売。第1巻のみ1話収録で、それ以降は2話収録となる。第1巻から第6巻までの初回限定版には、特典CDが同梱されている。第3巻以降は制作上の理由で、当初の予定より1か月延期して発売された。最終巻となる第7巻初回限定版には、『夏色キセキフェスティバル』の模様を収録したDVDが同梱されている。

• 『TV アニメーション 「夏色キセキ」 オフィシャルフォトブック』 スクウェア・エニックス、2012年3月24日発売、ISBN 978-4-7575-3546-6
• 『夏色キセキ OFFICIAL MUSIC GUIDE』 エムオン・エンタテインメント、2012年8月31日初版第1刷発行（同日発売）、ISBN 978-4-7897-3543-8

• 「夏色キセキ」製作委員会（原作・原案）・たつひこ（漫画）・左（キャラクター原案） 『夏色キセキ』 スクウェア・エニックス〈ヤングガンガンコミックス〉、全3巻
• 2012年5月25日初版発行（同日発売）、ISBN 978-4-75-753607-4
• 2012年10月25日初版発行（同日発売）、ISBN 978-4-75-753759-0
• 2013年3月25日初版発行（同日発売）、ISBN 978-4-75-753914-3