Menurut rumor yang beredar Sindrom Puber adalah sindrom misterius yang hanya mempengaruhi mereka di masa puber. Contohnya, seorang gadis kelinci yang tiba-tiba muncul di hadapan Sakuta Azusagawa. Identitas sebenarnya si gadis kelinci ini adalah Mai Sakurajima, seorang selebriti remaja yang sekarang ini menjadi siswa non-aktif SMU. Untuk beberapa alasan, figurnya yang mempesona tidak tercermin di mata orang lain. Demi mengungkap misteri ini, Sakuta memulai mengungkapkan perasaannya kepada Mai. Dan pada akhirnya, Sakuta mengungkap makna di balik pertemuannya pada wanita dengan sindrom tersebut.