La brigada SOS es el club escolar que fue fundado por Haruhi Suzumiya para investigar sucesos misteriosos de todo tipo. Está compuesta por Kyon, quien además es el narrador de la serie; la silenciosa lectora de libros Yuki Nagato; la tímida y sensual Mikuru Asahina; y el "misterioso" estudiante de intercambio Itsuki Koizumi. Con el transcurso de la serie, Kyon descubre que no es casualidad que ellos formen parte del club, y que podrían explicar las extrañas alteraciones de la realidad que suceden cada vez que Haruhi desea que algo pase.