รักว้าวุ้น กับ เรื่องราวแสนประหลาด

ณ โรงเรียนมัธยมปลาย ห้อง 2-A ที่ขึ้นชื่อว่าเป็นห้องของเหล่าหัวกะทิ "ลีโอ สึกิโนะ" เด็กหนุ่มผู้เงียบขรึมและช่างสังเกต ได้จับคู่ทำโปรเจกต์วิทยาศาสตร์ในหัวข้อ "ทฤษฎีควอนตัมและโลกคู่ขนาน" กับ "ลูมีน โคโมริ" เด็กสาวผู้ชาญฉลาดและดูลึกลับ การทำงานร่วมกันทำให้ทั้งสองค่อยๆ เปิดใจและใกล้ชิดกันมากขึ้น ลีโอได้ค้นพบด้านที่เปราะบางของลูมีนที่ซ่อนอยู่ภายใต้ความเข้มแข็ง ขณะที่ลูมีนก็เริ่มเห็นความใส่ใจและความสามารถที่ซ่อนเร้นของลีโอ
ระหว่างการทำโปรเจกต์ ความสัมพันธ์ของพวกเขาก็พัฒนาไปพร้อมๆ กับความรู้สึกดีๆ ที่ก่อตัวขึ้น ท่ามกลางเรื่องราววุ่นๆ ของเพื่อนร่วมชั้นอย่างเซโน่ นักประดิษฐ์สุดเพี้ยน, เคน นักบาสจอมซุ่มซ่าม, ทาคุมิ หนุ่มศิลปินสุดติสต์, ไอริส ว่าที่ประธานนักเรียนผู้เย็นชา และฮิมาริ สาวน้อยร่าเริง ลีโอและลูมีนต้องเผชิญกับความท้าทายทั้งเรื่องโปรเจกต์และเรื่องส่วนตัว โดยเฉพาะลูมีนที่ต้องแบกรับความคาดหวังจากครอบครัว
จนกระทั่งวันนำเสนอโปรเจกต์มาถึง ลีโอก็พบกับความจริงที่น่าตกตะลึง เมื่อลูมีน โคโมริ หายตัวไปอย่างไร้ร่องรอย ไม่มีใครในห้องจำเธอได้ แม้แต่เพื่อนสนิทอย่างไอริสและฮิมาริ หลักฐานทุกอย่างที่เคยมีเกี่ยวกับตัวเธอก็อันตรธานหายไปราวกับเธอไม่เคยมีตัวตนอยู่จริง โปรเจกต์ที่เขาเคยทำร่วมกับลูมีนกลับกลายเป็นโปรเจกต์ที่ทำกับ "ริคุ แลงคาสเตอร์" หนุ่มรุ่นพี่จอมขี้เกียจ ลีโอต้องเผชิญกับความสับสนและความจริงที่ว่าความทรงจำทั้งหมดของเขาเกี่ยวกับลูมีน อาจเป็นเพียงสิ่งที่เขาจินตนาการขึ้น หรือมีบางอย่างที่เหนือธรรมชาติกำลังเกิดขึ้นกับเขากันแน่?