Cerita ini seluruhnya dinaratori dan dilihat dari sudut pandang Kyon, seorang teman sekelas Haruhi yang telah meninggalkan segala angan-angannya untuk menjumpai orang-orang bukan manusia biasa seperti alien, penjelajah waktu, esper, dan slider (“penjelajah dimensi”) dan menjalani hidup yang biasa saja. Namun, segalanya berubah ketika dia mencoba bicara pada Haruhi Suzumiya karena dia tak sengaja memberi Haruhi ide untuk membuat sebuah grup bernama SOS Dan. (Dan=Brigade) yang menurut Haruhi bertujuan untuk mencari hal-hal misterius dan tidak biasa di dunia ini.
Haruhi kemudian memaksa Kyon menjadi anggota grup barunya, begitu pula dengan 4 siswa lain yang tidak dikenal Kyon sebelumya. Kemudian seiring berjalannya waktu, Kyon menyadari bahwa banyak hal yang disangkanya tidak pernah ada, ternyata benar-benar eksis di dunia ini.
Satu per satu anggota SOS Dan memperkenalkan diri kepada Kyon sebagai agen dari beberapa organisasi bukan manusia biasa yang memiliki tujuan yang berbeda-beda, tapi tujuan utama mereka dikirim ke SMA Kyon adalah untuk mengamati Haruhi. Kyon semakin dibingungkan oleh penjelasan-penjelasan panjang mereka di mana dia dapat menyimpulkan dua hal: bahwa alien dan sejenisnya benar-benar ada di dunia ini dan bahwa Haruhi lebih istimewa lagi daripada mereka semua karena mempunyai kekuatan untuk mengendalikan lingkungan di sekitarnya sesuai keinginannya tanpa ia sadari.
Haruhi mempunyai kekuatan seperti kemampuan seorang Tuhan yang hanya bisa dibatasi oleh akal sehatnya sendiri, yaitu mengubah, menghilangkan, dan bahkan menghapuskan dunia dan menciptakan dunia baru jika dia merasa terlalu bosan dengan keadaanya saat ini. Karena itulah, seluruh anggota SOS Dan-nya berusaha mati-matian agar Haruhi tidak menghancurkan dunia mereka, tapi tetap saja ada begitu banyak masalah yang harus mereka hadapi dan tidak sedikit masalah yang berakhir dengan tidak diduga-duga
