《三颗星彩色冒险》的故事发生在上野公园。这个看似普通的公园里，实际上隐藏着一支名为“COLORS”的小小正义团队，成员是三名可爱活泼的小学女生。为了守护上野的和平，阻止企图策划阴谋的坏人，三个女孩每天都在行动。
结衣（高田忧希配音）是COLORS的领队，身上有着能够凝聚伙伴的气场。平时的她胆子很小，还是个动不动就哭的爱哭鬼，但一旦真的被激怒，也会显露出令人害怕的一面。小幸（高野麻里佳配音）的家里经营着一家蔬果店，她做事总是风风火火，常常还没来得及思考，身体就已经先行动起来，因此闹出不少笑话。琴叶（日冈夏美配音）则是一个沉迷游戏的宅女。
