Come nei classici del genere shonen, il manga inizia con Haruhi, la protagonista, che si presenta alla sua nuova classe, dichiarando di non avere alcun interesse nei normali esseri umani e di essere attratta solo da alieni, viaggiatori del tempo, poteri paranormali e via dicendo... Ma proprio a causa di questi interessi che spaventano la maggior parte dei suoi compagni, oltre che al suo carattere imprevedibile ed esuberante, Haruhi viene avvicinata solo dal serio e mite Kyon, incuriosito dall'esuberante carattere della ragazza. Perennemente annoiata dalla normalità della vita scolastica (da qui la sua cronica "malinconia"), Haruhi dapprima cerca svago nei club della scuola, infine non trovandone nessuno abbastanza interessante, decide di fondarne uno proprio: la Brigata SOS. All'allegra comitiva si uniscono Yuki Nagato (una taciturna lettrice), Mikuru Asahina (una pudica tettona reclutata per meri scopi promozionali) e Itsuki Koizumi (uno strano studente). Nonostante tutto, Haruhi resta annoiata e mentre i tre tentano di tenerla impegnata in un'improbabile ricerca di misteri, continuano ad accadere eventi sempre più strani...