Seishun Buta Yarou wa Yumemiru Shoujo no Yume wo Minai kể về câu chuyện của Sakuta Azusagawa, người đã gặp cô gái thỏ trong thư viện và sau đó trở thành bạn gái của anh, Mai Sakurajima. Tuy nhiên, khi mối tình đầu Shouko Makinohara xuất hiện trở lại, sự phức tạp trong mối quan hệ giữa Sakuta và Mai bắt đầu nảy sinh. Mối quan hệ này ngày càng trở nên rắc rối hơn khi Shouko Makinohara trưởng thành, đem lại những thách thức mới cho cả ba người.