Carole & Tuesday tepat lima puluh tahun yang lalu ketika manusia mulai pindah ke planet mars. Ketika kehidupan di planet merah tersebut sudah layak di huni dan aman bagi umat manusia. Perkembangan budaya dan teknologi di sana sangat cepat, hampir semua aspek kehidupan di ambil alih oleh robot-robot AI (Artificial Intelligence). Dan manusia hanya sebagai konsumen yang pasif dan harus bersaing melawan semua nya.

Kisah ini akan berpusat pada 2 orang anak, pertama gadis yatim piatu yang hidup di kota terbesar di Mars – Alba City. Dia harus tetap bertahan hidup dengan cara kerja paruh waktu, tapi dia juga memiliki sebuah cita-cita yaitu menjadi seorang musisi terkenal. Dia selalu merasa ada sesuatu yang hilang dalam dirinya, dia bernama Carole.

Kedua adalah seorang gadis yang terlahir di keluarga kaya raya di daerah Herschel City, dia sangat menyukai musik terutama gitar. Dan dia selalu bermimpi ingin menjadi seorang musisi, tetapi orang di sekitarnya tidak ada yang mengerti dirinya. Dia merasa seperti orang yang paling kesepian di dunia, gadis itu bernama Tuesday.

Ketika Tuesday kabur dari rumah dan ingin mengejar cita-citanya di Alba City tanpa sengaja melihat Carole yang sedang memaikan musik. Tuesday merasakan hal yang sama dengan apa yang di nyanyikan oleh Carole, mereka sama-sama ingin bernyanyi dan ingin membuat musik. Bersama-sama, mereka mulai petualangan sebagai seorang musisi di mulai dari bawah dan terus berusaha untuk mewujudkan impian mereka. Gimana perjuangan mereka berdua dalam mengejar impian mereka menjadi seorang musisi terkenal? Kita saksikan saja!