《少女交響詩：Ec ～新世界少女組曲～》故事描述研究音樂超常之力的科學技術階級「文明公會」企圖濫用音樂超常之力，進而與愛好音樂的演奏家、音樂精靈的「音樂院」開始彼此爭奪世界的和諧之音。玩家在遊戲中就要扮演這名「音樂院」的指揮家，率領少女樂團展開取回音樂的冒險旅程。

 

在「和音域」這個世界，「音樂」擁有超常的力量，為人們的生活帶來豐饒的恩惠。然而隨著時間推進，意圖獨佔音樂之力的人的出現，使得世界陷入絕望，失去了音樂的祝福……   　　被寄託了希望的「演奏家」與寄宿在樂器中的「音靈」們，以及身為指揮家的玩家，投入於戰鬥及演奏中。為了為世界奪回「音樂」——

 

 

　　遊戲中玩家將創建屬於自己的樂團「作戰部隊?管弦樂隊」，前線作戰的為「作戰部隊」，「管弦樂隊」則在後方支援，玩家將可透過自由組隊、強化喜歡的樂團成員來組成對強樂團。玩家可以運用樂團成員固有的強大技能「音樂魔法」和管弦樂隊的支援攻擊「黃金旋律」帶領樂團取得勝利，同時還加入全自動遊玩設計。

另外，遊戲中玩家還可以加深與樂團成員的羈絆，提高樂團成員的好感度可解鎖插曲劇情和語音，且所有樂團成員都有專用的插曲劇情。