Se fosse feita uma pesquisa para saber se as pessoas acreditam em alienígenas, viajantes do tempo ou talvez espers, a maioria diria não. O estudante médio Kyon considera-se entre os não crentes. No entanto, no primeiro dia de escola, ele conhece uma garota que logo vira seu mundo de cabeça para baixo.
Durante as apresentações de classe, Haruhi Suzumiya ousadamente anuncia seu tédio com pessoas "normais" e sua intenção de conhecer seres sobrenaturais. Kyon fica sem jeito, mas descobre sua frustração com a falta de clubes paranormais na escola e involuntariamente inspira Haruhi a criar seu próprio clube. Ela funda a Diversão Espalhada por todo o mundo com a Brigada Haruhi Suzumiya, também conhecida como Brigada SOS.
Após a criação da Brigada SOS, Haruhi consegue recrutar Kyon e outros três membros: Yuki Nagato, um garoto quieto que leva livros; Mikuru Asahina, uma menina tímida; e Itsuki Koizumi, sempre positivo. Apesar de sua aparência normal, os novos membros da Brigada SOS têm segredos relacionados com Haruhi. Kyon fica preso no mistério em torno do excêntrico líder do clube e é levado por Haruhi e a Brigada SOS em uma série de desventuras que o aproximam cada vez mais da verdade sobre quem e o que ela é.