크리미 마미의 파이널 콘서트로 부터 2년이 흘러, 모리사와 유우도 어느덧 초등학교 졸업식을 눈앞에 두게 되었다. 한편 파르테논 프로덕션에서는 타치바나 신고와 약혼을 발표한 아야세 메구미가 주연하는 SF영화 <두 세계 이야기>의 제작이 결정된 상황. 유우, 토시오, 미도리, 아이 네 명의 아이들도 봄방학을 이용해 영화 제작에 협력하기로 결정한다. 그런데 무슨일인지 멋대로 크리미 마미로 변신되어 버린 유우, 게다가 운 나쁘게 신고가 마미를 발견해버리고 말아 급하게 영화에 출연하게 된다. 이렇게 낮에는 마미, 밤에는 유우로써의 2중생활이 시작되어버리는데...