Angel Beats foregår i efterlivet og fokuserer på Otonashi, en dreng, der mistede sine minder om sit liv efter døden. Han er indskrevet på efterlivsskolen og møder en pige ved navn Yuri, der inviterer ham til at deltage i Afterlife Battlefront - en organisation, hun leder, der kæmper mod Gud. Battlefront-kampen mod elevrådets præsident Angel, en pige med overnaturlige kræfter.

Da Weed mister sin mor, kommer han under beskyttelse hos hunden GB Smith, som har lovet hans mor at føre ham til sin far, den legendariske Silver, lederen af Vildhundene i Ou-bjergene. Men der hersker ufred i bjergene. Den fristad, som hundene fik af menneskene, da de 14 år tidligere - under Weeds farfar Rikis ledelse - besejrede den frygtede bjørn Akakabuto, eksisterer ikke længere. En genetisk monsterhund, Kaibutsu, skabt i et laboratorium, er flygtet og har slået sig ned i Ou-bjergene og jaget alle hunde bort. For at redde hundenes paradis må Weed samle de resterende hunde for at bekæmpe Kaibutsu og genfinde sin far.