Colorful Stage! feat. Hatsune Miku นั้นกล่าวถึงตัวละครหลัก (ซึ่งเปรียบเสมือนกับผู้เล่น) ที่บังเอิญได้ค้นพบวิธีการเดินทางไปยัง มิติสุดมหัศจรรย์ผ่านโทรศัทพ์มือถือของพวก เขา/เธอ ซึ่งได้นำพาไปยัง “โลกแห่งหนึ่ง”「Sekai,セカイ」ซึ่งมีลักษณะที่แตกต่างกันออกไปตามความทรงจำของผู้เดินทาง ซึ่งโลกเหล่านี้ ถูกแบ่งออกเป็น 5 โลกด้วยกัน โดยในแต่ละโลกนั้น จะมีเหล่าตัวละคร「Vocaloid」ที่มีลักษณะหน้าตาแตกต่างกันออกไป ปรากฎตัวอยู่

  จุดเริ่มต้นของเกม Colorful Stage! feat. Hatsune Miku นั้น เริ่มต้นในปี 2017 ซึ่งตอนแรก ทางทีมงานได้วางแผนไว้ว่าจะทำเกมออกมาในรูปแบบ Rhythm Fantasy โดยใช้รูปแบบการเล่นคล้ายๆ กับภาคก่อนหน้านี้ แต่หลังจากที่พวกเขาได้ออกงาน Event ต่างๆ มากมาย ทำให้เกิดแนวคิดใหม่ขึ้นมาว่า เหล่าตัวละคร Miku และเพื่อนๆ นั้นมีความใกล้ชิดกับเหล่าแฟนๆ นักเล่นเกมมากกว่าที่คิด และมีหลายคอนเสิร์ตที่ผู้ชมนั้นร่วมร้องเพลงไปด้วยกัน จึงทำให้เกิด “Key” คอนเซ็ปต์ใหม่ขึ้นมาว่า「ร้องเพลงไปด้วยกัน」และทำให้เกิด ตัวละครหลัก ขึ้นมามากมายภายในเกมนี้ เพื่อแสดงให้เห็นว่าไม่ใช่ใครคนใดคนหนึ่ง แต่ขอให้คุณมี 「ใจรักเสียงเพลงอย่างจริงจัง」ก็(อาจ)สามารถพบเจอเหล่า Miku ได้เช่นกัน