Star Twinkle beginnt in der Sternenhimmelwelt – auch als Planet Saman bekannt –, wo die zwölf Sternprinzessinnen leben und für Ordnung im Universum sorgen. Als der Sternpalast allerdings von den Knot Raiders angegriffen wird, sind die zwölf Prinzessinnen, die auf den Tierkreiszeichen basieren, jedoch gezwungen, sich zu trennen und sich als sog. »Princess Star Colour Pens« in die entferntesten Winkel des Universums zu zerstreuen. Doch nun, ohne die zwölf Sternprinzessinnen, droht dem Universum ewige Dunkelheit! Um das zu verhindern, ziehen die zwei Aliens Lala und Prunce gemeinsam mit der Fee Fuwa auf der Suche nach jemandem, der dieses Unheil abzuwenden vermag, durch das Universum und landen schließlich in dem Städtchen Mihoshi auf der Erde. Dort finden sie Hikaru Hoshina, ein aufgewecktes und fantasievolles Mädchen, das nicht lange zögert und sich mit einem »Star Colour Pendant« und einem der »Star Colour Pens« in die legendäre Precure Cure Star verwandelt!