在全国大赛（高中联赛）中，经过一番激斗，总北高中自行车竞技部的小野田坂道漂亮地取得了综合优胜。在夏季即将结束之际，他为了从即将毕业的三年级生金城、卷岛、田所之处继承“全员相互支撑向前奔驰”的总北队之魂，而每天坚持练习。
某天，总北队收到了历年高中联赛的成绩优秀队伍出场的“熊本 火之国山间比赛”的出场邀请。放言打倒总北而燃烧斗志的箱根学园、京都伏见、广岛吴南这些对手队伍，以及拥有“炎之爬坡者”吉本的本地队伍熊本台一，这些全国的强豪队将会在此次比赛中参赛，而为了准备比赛，坂道等总北成员也士气高涨。然而，只有一人例外——。
现在的总北队的“最后的比赛”，将以熊本、阿苏山为舞台展开。“继承灵魂，并将其超越。”胸中怀着炽热的决心，男儿们再次站在起点线上——！
サイクルロードレースに青春を燃やす高校生たちの成長や友情を描いた人気アニメ「弱虫ペダル」の完全新作劇場版。原作者の渡辺航が原案を担当した、オリジナルストーリーが描かれる。全国大会（インターハイ）で激闘の末に総合優勝を勝ち取った総北高校自転車競技部の小野田坂道は、卒業を控える3年生の指導の下、「全員で支え合い走りぬく」というチーム総北の魂を継承するため、日々の練習に励んでいた。そんなある日、チーム総北に、インターハイの成績優秀チームが出場する「熊本 火の国やまなみレース」からの出場招待が届く。打倒総北に燃えるライバルチームや地元・熊本台一など、全国の強豪が集まるレースに向け、坂道たちは士気を高めていくのだが……。
