La vie de Sakuta Azusagawa prend une tournure inattendue lorsqu'il rencontre l'actrice adolescente Mai Sakurajima, qui se promène dans une bibliothèque vêtue d'un costume de bunny girl. Mai est intriguée par le fait que Sakuta est la seule personne qui peut la voir, car les autres personnes en sont incapables, même si elle s'habille normalement ou tente de rester à l'écart de la vie de célébrité. Appelant ce phénomène le « syndrome de la puberté » (思春期症候群, Shishunki shōkōgun?)b, Sakuta décide de résoudre ce mystère, tout en continuant à se rapprocher de Mai et à rencontrer d'autres filles souffrantes de ce syndrome d'adolescence.