本作故事描述，星乃一歌偶然在唱片行聽到一首從未聽過的初音的歌。正當她感到疑惑時，發現螢幕上竟有一位從沒看過的"初音未來"，讓她不禁驚呼初音的名字。被這聲呼喊嚇到的初音，雖然有和一歌對上眼，但馬上就消失了。
某天在結束街頭表演後，一歌的手機上出現了之前偶然見到的初音未來。對於低著頭顯得孤單的未來，一歌輕聲詢問她的心事，才知道她明明有想傳遞歌聲的對象，但無論怎麼唱，自己的歌聲總是無法傳達出去。
看到一歌在演出中將歌聲送到許多人的心裡，這讓初音覺得如果能更加了解一歌，或許自己也能做到同樣的事情，於是初音來到了她的身邊。而面對初音的願望，一歌帶著溫柔的微笑回答道：「如果我可以幫上忙的話。」
初音未來和少年少女們的全新故事就此展開——。
官方表示，配合本次 4DX 與 MX4D 版本的上映，將同步推出日本進口的特典：「窗扉打開的『世界』 初音未來透卡」，只要是購票觀賞 4D 版本的觀眾，就可以憑一張票在原購票影城兌換一張透卡，數量有限，一人限兌 4 份，送完為止。
同時，這次官方也將電影中 6 個風格迥異的樂團歌曲合成一支總長度約 30 分鐘的歌唱影片，只要手上持有 2 張《
劇場版 世界計畫 崩壞的世界與無法歌唱的初音未來》的電影實體票根，其中一張是「特殊場次」，就能在 6 月 8 日當天到台北欣欣秀泰影城、台中站前秀泰影城或高雄夢時代秀泰影城免費參加 After Live Party 演唱會，開演前 1 小時戲院現場開放領取號碼牌，1 人限領 1 份。對於本次活動有興趣的人，可至羚邦官方粉絲團專頁查詢更多相關資訊。
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