Beredar rumor tentang fenomena misterius bernama “puberty syndrome”, gangguan aneh yang membuat hal mustahil terasa nyata. Sakuta Azusagawa, seorang siswa SMA, tiba-tiba melihat seorang gadis berkostum bunny girl di perpustakaan. Yang mengejutkan, gadis itu adalah Mai Sakurajima, kakak kelasnya sekaligus aktris terkenal yang sedang hiatus. Namun entah kenapa, orang-orang di sekitarnya sama sekali tidak bisa melihat keberadaan Mai dalam wujud tersebut.
Terdorong rasa penasaran, Sakuta mencoba mengungkap apa yang sebenarnya terjadi pada Mai. Semakin sering mereka bersama, semakin ia menyadari ada perasaan dan luka tersembunyi di balik sikap dingin Mai. Di saat yang sama, Sakuta mulai bertemu gadis-gadis lain yang juga terjebak dalam “puberty syndrome”, menyeretnya ke rangkaian misteri yang menyentuh hati dan tak sesederhana yang terlihat.