Free! Eternal Summer to kontynuacja popularnej serii o pasji, przyjaźni i wyścigu z czasem. Akcja toczy się w Iwatobi High School, gdzie klub pływacki stoi przed poważnym wyzwaniem – mimo upływu roku od założenia klubu, nie udało się przyciągnąć nowych członków, przez co w kolejnym roku szkolnym klubowi grozi zamknięcie.
Główne postaci, Haruka Nanase i Makoto Tachibana, jako starsi uczniowie, wraz z młodszymi kolegami – Nagisą Hazukim i Rei Ryuugazaki – muszą znaleźć sposób, by ożywić klub i zapewnić mu przyszłość. W międzyczasie, stają przed dylematem dotyczącym ich dalszych planów życiowych, gdyż zbliża się czas matury. Podczas gdy ich przyjaciel Rin Matsuoka, nowy kapitan klubu pływackiego Samezuka Academy, dąży do spełnienia marzenia o karierze zawodowego pływaka, Haruka i Makoto nie są pewni, jaką ścieżkę wybrać.
Dodatkowo, do miasta przyjeżdża dawny znajomy Rina – Sousuke Yamazaki, po to by studiować w Samezuka Academy. Jego obecność wywołuje napięcia w relacjach między nim, Rin i Haruką, co jeszcze bardziej komplikuje sytuację zarówno w klubie, jak i w ich życiu osobistym.
