Le 29 mai, Sakuta Azusagawa se réveille d'un rêve vague et consulte son journal qui décrit comment, le 6 mai, il a rencontré une fille de son école vêtue d'un costume de bunny girl dans la bibliothèque publique.

Rio Futaba explique ce qu'elle comprend du « syndrome de la puberté » à l'aide de la mécanique quantique et du chat de Schrödinger. Sakuta continue de discuter avec Mai de sa situation.

Le lendemain matin, Sakuta révèle qu'il n'a pas dormi de la nuit. À l'école, il découvre que ses camarades, y compris Yuma et Tomoe mais également la fille qu'il avait rencontrée avant son « rendez-vous », ont oublié Mai.

Le 27 juin, Sakuta continue sa journée en déjeunant avec Mai, et croise Maezawa, un membre du club de basketball, qui demande à Tomoe de sortir avec lui.

Maintenant en « couple » avec Sakuta, la réputation de Tomoe commence à fléchir puisque des rumeurs font surface sur le fait qu'elle serait une fille facile.

Juste avant les vacances d'été, Sakuta and Tomoe se mettent d'accord pour « se séparer » après un dernier rencard sur la plage. Néanmoins, Sakuta entre de nouveau dans une boucle temporelle qui répète plusieurs fois cette journée.

Shōko commence à se rendre régulièrement chez Sakuta pour s'occuper d'un chaton errant qu'elle a trouvé. Lors d'une excursion à la bibliothèque, Sakuta parle avec Rio de Shōko quand il remarque qu'elle arbore un look étrangement différent.

Rio explique qu'elle a eu du mal avec sa confiance sur son physique ; alors qu'une partie d'elle-même apprécie l'attention, l'autre n'aime pas que son apparence soit la cause de celle-ci.

Le nouveau trimestre commence, bien que Sakuta, à qui il est interdit d'assister à des rendez-vous publics avec Mai en raison de la politique de son agence, est incapable de la retrouver. Après l'avoir vue dans la rue, il découvre qu'elle a échangé son corps avec une idole.

Mai donne à Sakuta des billets pour le prochain concert du groupe d'idoles de Nodoka. Cette dernière est bouleversée quand elle voit sa propre mère féliciter Mai.

Lors d'une conférence de presse, Mai explique le rôle de Sakuta dans sa vie et son influence sur sa décision de reprendre le métier d'actrice. Inspirée, Kaede décide d'organiser une liste d'objectifs.

Sakuta explique l'état de Kaede à Mai et à Nodoka : en raison du cyberharcèlement intense qu'elle a subi, Kaede a commencé à faire l'expérience d'une amnésie dissociative.

Alors qu'il rend visite à Kaede à l'hôpital, Sakuta fond en larme et regrette son incapacité à sauver sa précédente vie.

Sakuta et Mai, sont désormais à la fac, mais n'en ont probablement pas fini avec le syndrome de la puberté.

Uzuki, idol du groupe Sweet Bullet, se pose des tas de questions sur elle-même et perturbe son entourage.

Uzuki a une opportunité de carrière solo, mais n'arrive plus à chanter et s'éloigne de son groupe.

Sakuta rencontre la chanteuse Tôko Kirishima en mère Noël qui affirme distribuer les syndromes de la puberté.

Sakura découvre un phénomène étrange avec la trend #Rêve avec une ancienne camarade du collège, Ikumi Akagi.

Face à son syndrôme de la puberté, Ikumi invite Sakuta à se souvenir de leur rencontre.

Sakuta comprend mieux le syndrome d'Ikumi, qui risque de se manifester à la réunion des anciens de son collège.

Sakuta essaie d'en savoir plus sur Tôko Kirishima, comme suggéré par Ikumi, pour protéger Mai.

Sakuta ne parvient pas à décrypter le syndrome de Sara. Il essaie alors d'en savoir plus grâce à Kasai.

Sakuta souhaite profiter du syndrome de Sara pour interagir avec Tôko Kirishima.

La rumeur disant que Mai serait Tôko Kirishima s'amplifie sur les réseaux sociaux.

Sakuta interroge inlassablement Nene pour comprendre pourquoi elle est devenue invisible.

Sakuta va jusqu'à Hokkaidô pour que son ami se souvienne de Nene. Mais le temps presse, Mai est en danger.