Die zwölfjährige Mitsuki Kouyama leidet unter einem Tumor, der ihren Hals befallen hat. Da sie durch die rettende Operation ihre Stimme verlieren würde, lehnt sie diesen Eingriff ab. Als Kind schwor sie ihrem Schwarm Eichi, den sie im Waisenhaus kennenlernte, eine berühmte Sängerin zuwerden, damit er sie nach seinem Umzug in die USA wiederfinden könnte. Kurz nach Eichis Umzug holt Mitsukis Großmutter sie zu sich, verbietet ihr allerdings Sängerin zu werden, da ihre Tochter damals mit dem Sänger der "Route L" durchbrannte. Die Beiden starben kurz nach Mitsukis Geburt bei einem Autounfall.
Eines Tages verkünden ihr zwei Todesengel, dass sie in einem Jahr sterben wird. Mitsuki findet sich schnell mit ihrem Schicksal ab, will aber noch zu einem Gesangs-Casting, um in der ihr verbliebenen Zeit noch ihren Traum zu verwirklichen. Takuto, einer der beiden Engel, verwandelt sie kurzzeitig in ein sechzehnjähriges, gesundes Mädchen, damit sie teilnehmen kann. Meroko, der weibliche Part des Engelduos, ist erst dagegen, willigt dann aber doch widerstrebend ein. Mitsuki gewinnt das Casting und tritt nun unter dem Künstlernamen Fullmoon auf. Die Todesengel, die sich in kleine Tiere verwandeln können, stehen ihr mit Rat und Tat zur Seite. Takuto verliebt sich überdies in Mitsuki, was Meroko wegen ihrer eigenen Liebe zu Takuto missfällt. Mitsuki weist Takuto aber zurück, da ihr Herz nur Eichi gehört. Später erfährt man, dass Takuto vor seinem Selbstmord ebenfalls zu "Route L" gehörte. Nach dem Tod von Mitsuki's Vater startete er eine Solokarriere, musste diese allerdings aufgeben, da er wie Mitsuki an einem Tumor am Hals litt. Er verlor bei der Operation seine Stimme und stürzte sich von einem Gebäude in die Tiefe hinab.
Es stellt sich heraus, dass alle Todesengel in ihrem früheren Leben Selbstmord begangen haben. Sie glauben daher, das Dasein als Todesengel ist eine Strafe Gottes. Takuto, Meroko und Izumi, ein weiterer Todesengel, entdecken einen Zeitungsartikel über einen Flugzeugabsturz und erfahren, dass Eichi bei diesem umkam. Als Mitsuki bemerkt, dass die Todesengel von Eichi's Tod wissen, läuft sie weg. Doch Takuto findet sie und macht sie stark, nun verliebt sich Mitsuki doch in ihn. Takuto und Meroko wollen, um Mitsuki zu retten, ihren Namen von der Todesliste streichen, werden aber von anderen Todesengeln aufgehalten. Währenddessen erfährt Mitsuki, dass Jonathan, auch ein Todesengel, in Wirklichkeit der Chef der Kinderabteilung des Todesreiches ist. Dieser will nun Mitsuki umbringen, doch Takuto und Meroko kommen rechtzeitig und retten Mitsuki. Es stellt sich heraus, dass Eichi die ganze Zeit als Aura bei Mitsuki war und sie beschützt hat. Am Ende erfährt man das Mistukis Name schon längst von der Todesliste verschwunden war und sie nur durch Eichis Gegenwart die Todesengel sehen konnte. Bei Fullmoons Abschiedskonzert jedoch verschwindet Takuto, da er sich als unvollständiger Todesengel an seine vollständige Vergangenheit erinnert hat. Als Strafe dafür wird ein Todesengel zum Geist.
Am Ende besteht allerdings keinen Grund mehr zur Sorge. Da Mitsuki in der Gestalt von "Fullmoon" völlig gesund ist, und es somit auch die meiste Zeit lang war, ist die Krankheit nicht weiter fortgeschritten und Mitsuki kann ohne Probleme singen. Nach 3 Jahren, an einem weiteren Konzert trifft sie wieder auf Takuto, diesmal als Mensch. Dieser ist nie gestorben, sondern lag nur für lange Zeit in einem Koma, nachdem er sich vom Dach gestürzt hat, brauchte daher eine Zeit von 3 Jahren um wieder vollständig gesund zu werden. Nach dem Wiedersehen der beiden vor dem gesamten Publikum singt Fullmoon eine letzte Zugabe. Izumi und Meroko sind ebenfalls glücklich als Todesengel zusammen.