Cencoroll Connect es una secuela basada en el anime de Cencoroll. En Cencoroll, grandes, criaturas amorfas en su mayoría blancas han ido apareciendo en una ciudad de Sapporo, Hokkaido. Tetsu (Hiro Shimono) es un estudiante de secundaria que se mantiene una de esas criaturas de nombre Cenco (Senko), a la cual puede controlar a través de la telepatía, aunque quiere mantener esto en secreto. Una niña curiosa llamada Yuki (Kana Hanazawa) descubre a Cenco en la escuela cuando se transforma en una bicicleta. Después Tetsu llega a recuperar la bicicleta. Un chico llamado Shu (Ryohei Kimura), que puede controlar otras dos de las criaturas, se enfrenta a Tetsu a fin de obtener también a Cenco. Tetsu se las arregla para defenderse de los ataques de Shu al mismo tiempo que debe lidiar con Yuki.