Lisede ideal partnerlerini bulmaya çalışan Risa Koizumi ve Atsushi Ootani için aşk alışılmadık bir durum; 172 cm boyunda Koizumi ortalama bir kızdan çok daha uzun ve Ootani 156 cm ile ortalama bir erkekten çok daha kısa. İçinde bulundukları kötü duruma ek olarak, âşık oldukları kişiler birbirlerine aşık olur ve Koizumi ile Ootani'yi komik bir şekilde şaşkına çevirir ve kalpleri kırılır. Daha da kötüsü, kişilikleri ve boyları arasındaki keskin fark nedeniyle sınıf öğretmenleri tarafından komedi ikilisi olarak bile etiketleniyorlar ve hatta sınıf arkadaşları onların tartışmalarını taslak olarak düşünüyor. Lovely★Complex, aşkı bulma ve yakın arkadaş olma konusunda birbirlerini teşvik eden Koizumi ve Ootani'yi konu alıyor. Gülünç maskaralıklarının yanı sıra müzik ve moda zevklerinde de beklenmedik bir benzerlik olduğunu keşfederler. Belki henüz bilinmeyen bir kimyaya sahiptirler ama uyumsuz çift arasında aşk bir gün yeşerebilir mi?