Menjadi pilot mungkin adalah pekerjaan yang diimpikan kebanyakan orang pada masa kecilnya, tetapi tidak bagi Tezuka Haru (Horikita Maki), seorang perempuan cerdas tanpa cita-cita. Setelah lulus kuliah, Haru mencoba melamar pekerjaan apapun tanpa keinginan spesifik tentang apa yang ingin ia lakukan dalam hidupnya. Hasilnya adalah penolakan pada semua lamaran yang ia ajukan.
Semua hal berubah setelah Haru mendaftarkan diri dalam tes untuk menjadi seorang pilot, padahal ia belum pernah naik pesawat seumur hidupnya dan tidak memiliki pengetahuan sama sekali dalam bidang tersebut. Awalnya ia tidak menanggapi serius tentang pekerjaan ini, namun setelah lolos tes simulasi penerbangan pesawat, Haru menjadi jatuh cinta pada langit dan bertekad untuk menjalani tes ini sebaik mungkin. Berbagai rangkaian tes ia jalani hingga akhirnya ia tergabung dalam tim pelatihan calon pilot di bawah bimbingan ketat dari seorang pilot senior, Kunikida Konosuke (Saito Takumi).
Sesuai dengan tagline drama ini, 私は空に恋をした (Watashi wa sora ni koi wo shita, “I fell in love with the sky”), Miss Pilot menceritakan suka dan duka perjuangan Haru dalam menjadi seorang pilot. Drama ini ditayangkan di FujiTV sejak Oktober lalu dan masih berlanjut hingga sekarang. Plot yang ringan dan menarik membuat penonton mudah mengikuti alur cerita dan menambah wawasan tentang dunia penerbangan.